KR20220047581A - 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인 - Google Patents

Abstract

리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서, 언캡 탄소 나노튜브들을 포함하는 펠리클 멤브레인이 제공된다. 또한 펠리클 멤브레인을 재생성하는 방법이 제공되며, 그 방법은 전구체 화합물을 분해하는 단계와 분해 산물들 중 적어도 일부를 펠리클 멤브레인 상에 퇴적하는 단계를 포함한다. 또한 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 줄이는 방법이 개시되며, 그 방법은 펠리클로부터의 이온들을 재지향시키기 위해 펠리클 멤브레인의 영역에 전기장을 제공하는 단계, 또는 펠리클로부터 라디칼들을 탈리하기 위해 가열 엘리먼트들을 제공하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 펠리클 멤브레인은 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인 뿐만 아니라 리소그래피 장치용 어셈블리이며, 그 어셈블리는 펠리클 멤브레인 또는 펠리클 멤브레인용 가열 수단 근처에 있거나 또는 펠리클 멤브레인 또는 펠리클 멤브레인용 가열 수단을 포함하는 바이어스된 전극을 포함한다.

Description

리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인

본 발명은 리소그래피 장치용 펠리클(pellicle) 멤브레인, 펠리클 멤브레인을 재생성하는 방법, 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 줄이는 방법들, 및 리소그래피 장치를 위한 어셈블리에 관한 것이다.

관련 출원들에 대한 교차참조

본 출원은 2019년 8월 26일자로 출원된 EP 출원 제19193590.7호와 2019년 10월 16일자로 출원된 EP 출원 제19203575.6호와 2019년 10월 24일자로 출원된 EP 출원 제19205058.1호, 및 2020년 3월 9일자로 출원된 EP 출원 제20161779.2호를 우선권 주장하고 그것들은 모두가 참조로 그 전부가 본 개시에 포함된다.

리소그래피 장치가 원하는 패턴을 기판 상에 도포하도록 구성되는 머신이다. 리소그래피 장치가, 예를 들어, 집적 회로들(integrated circuits)(IC들)의 제조에서 사용될 수 있다. 리소그래피 장치가, 예를 들어, 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)로부터의 패턴을 기판 상에 제공되는 방사 민감 재료의 층(레지스트) 상으로 투영할 수도 있다.

패턴을 기판 상으로 투영하기 위해 리소그래피 장치에 의해 사용되는 방사의 파장은 해당 기판 상에 형성될 수 있는 특징부들의 최소 사이즈를 결정한다. 전자기 복사가 4~20 nm 범위 내의 파장을 갖는 EUV 방사를 사용하는 리소그래피 장치가 기존의 리소그래피 장치(이는 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 전자기 복사를 사용할 수도 있음)보다 작은 특징부를 기판 상에 형성하는데 사용될 수도 있다.

리소그래피 장치가 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크 또는 레티클)를 포함한다. 방사는 기판 상에 이미지를 형성하기 위해 패터닝 디바이스를 통해 제공되거나 또는 반사된다. 펠리클이라고 또한 지칭되는 멤브레인 어셈블리가, 패터닝 디바이스를 공중 입자들과 다른 형태들의 오염으로부터 보호하는데 제공될 수도 있다. 패터닝 디바이스의 표면 상의 오염은 기판 상의 제조 결함들을 야기할 수 있다.

펠리클들은 또한 패터닝 디바이스들 외의 광학적 컴포넌트들을 보호하기 위해 제공될 수도 있다. 펠리클들은 또한 서로 밀봉되는 리소그래피 장치의 영역들 사이에 리소그래피 방사를 위한 통로를 제공하는데 사용될 수도 있다. 펠리클들은 또한 스펙트럼 순도 필터들(spectral purity filters)과 같은 필터들로서 또는 리소그래피 장치의 동적 가스 락(dynamic gas lock)의 일부로서 사용될 수도 있다.

마스크 어셈블리가 패터닝 디바이스(예컨대, 마스크)를 입자 오염으로부터 보호하는 펠리클을 포함할 수도 있다. 펠리클은 펠리클 프레임에 의해 지지되어, 펠리클 어셈블리를 형성할 수도 있다. 펠리클은, 예를 들어, 펠리클 가장자리 영역을 프레임에 글루잉(gluing) 또는 아니면 부착함으로써 프레임에 부착될 수도 있다. 프레임은 패터닝 디바이스에 영구적으로 또는 해제 가능하게 부착될 수도 있다.

EUV 방사 빔의 광경로에서 펠리클의 존재로 인해, 펠리클이 높은 EUV 투과율을 갖는 것이 필요하다. 높은 EUV 투과율이 펠리클을 통한 입사 방사의 전파를 더 크게 허용하고 펠리클에 의해 흡착되는 EUV 방사의 양을 줄이는 것은 펠리클의 작동 온도를 증가시킬 수도 있다. 투과율이 펠리클의 두께에 적어도 부분적으로 의존적이기 때문에, 리소그래피 장치 내에 때때로 적대적인 환경을 견딜 수 있을 정도로 강하게 신뢰성 있게 유지되면서도 가능한 한 얇은 펠리클을 제공하는 것이 바람직하다.

그러므로 리소그래피 장치, 특히 EUV 리소그래피 장치의 가혹한 환경을 견딜 수 있는 펠리클을 제공하는 것이 바람직하다.

본 출원이 일반적으로 리소그래피 장치, 특히 EUV 리소그래피 장치의 맥락에서 펠리클들을 언급하지만, 본 발명은 펠리클들 및 리소그래피 장치로만 제한되지 않고 본 발명의 발명의 주제는 임의의 다른 적합한 장치 또는 환경들에서 사용될 수도 있다는 것이 이해된다.

예를 들어, 본 발명의 방법들은 스펙트럼 순도 필터들에 동일하게 적용될 수도 있다. 일부 EUV 소스들, 이를테면 플라즈마를 사용하여 EUV 방사를 생성하는 것들은 원하는 '대역내(in-band)' EUV 방사를 방출할 뿐 아니라, 또한 바람직하지 않은 (대역 외) 방사를 방출한다. 이 대역 외 방사는 깊은 UV(deep UV)(DUV) 방사 범위(100 내지 400 nm)에서 가장 주목할 만하다. 더구나, 일부 EUV 소스들, 예를 들어 레이저에 의해 생성된 플라즈마 EUV 소스들의 경우에, 보통 10.6 미크론의 레이저로부터의 방사는 상당한 대역 외 방사를 나타낸다.

리소그래피 장치에서, 스펙트럼 순도는 여러 이유들로 바람직하다. 하나의 이유는 레지스트가 대역 외 파장들의 방사에 민감하다는 것이고, 따라서 레지스트가 이러한 대역 외 방사에 노출되면 레지스트에 도포되는 패턴들의 이미지 품질은 저하될 수도 있다. 더욱이, 대역 외 방사 적외선(infrared) 방사, 예를 들어 일부 레이저에 의해 생성된 플라즈마 소스들에서의 10.6 마이크론 방사는 리소그래피 장치 내의 패터닝 디바이스, 기판, 및 광학계의 원치 않는 그리고 불필요한 가열로 이어진다. 이러한 가열은 레지스트 코팅된 기판 상에 투영되고 도포되는 패턴들에서의 이들 엘리먼트들의 손상, 그것들의 수명 저하(degradation), 및/또는 결함들 또는 왜곡들로 이어질 수도 있다.

전형적인 스펙트럼 순도 필터가, 예를 들어, 몰리브덴과 같은 반사성 금속으로 코팅되는 실리콘 기반 구조체(예컨대, 실리콘 그리드, 또는 개구부들이 제공되는 다른 부재)로부터 형성될 수도 있다. 사용 시, 전형적인 스펙트럼 순도 필터가, 예를 들어, 입사 적외선 및 EUV 방사로부터 높은 열 부하를 받을 수 있다. 열 부하는 800℃를 초과하는 스펙트럼 순도 필터의 온도를 초래할 수 있다. 높은 열 부하 하에서, 코팅은 반사성 몰리브덴 코팅과 밑에 있는 실리콘 지지 구조체 사이의 선형 팽창 계수들에서의 차이로 인해 박리될 수 있다. 실리콘 기반 구조체의 박리 및 저하는 데브리스(예컨대, 입자들 등과 같은 데브리스)가 리소그래피 장치의 특정한 부분들에 들어가거나 나가는 것을 억제하기 위하여 스펙트럼 순도 필터가 사용되는 환경에서 가스로서 종종 사용되는 수소의 존재에 의해 가속화된다. 따라서, 스펙트럼 순도 필터는 펠리클로서 사용될 수도 있고, 그 반대의 경우일 수도 있다. 그러므로, '펠리클'에 대한 본 출원에서의 언급은 또한 '스펙트럼 순도 필터'에 대한 언급이다. 본 출원에서 펠리클들에 대해 주로 언급되었지만, 특징부들의 모두는 스펙트럼 순도 필터들에 동일하게 적용될 수 있다.

추가적으로, 수집기(collector) 거울, 펠리클, 또는 동적 가스 락의 컴포넌트들과 같은 리소그래피 장치내의 광학 엘리먼트들의 수명을 개선하는 것이 바람직하다. 이들 광학 엘리먼트들은 사용되는 경우 리소그래피 장치의 가혹한 환경에 노출되고 그래서 시간이 지남에 따라 손상될 수 있다. 광학 엘리먼트들에 대한 손상을 방지, 감소, 또는 제거하는 것이 바람직하다.

리소그래피 장치(및/또는 방법)에서 레지스트 코팅된 기판에 패턴을 도포하는데 사용되고 있는 방사의 세기 손실을 최소화하는 것이 바람직하다. 이에 대한 하나의 이유는, 이상적으로, 가능한 한 많은 방사가, 예를 들면, 노출 시간을 줄이고 스루풋을 증가시키기 위해 기판에 패턴을 도포하는데 이용 가능해야 한다는 것이다. 동시에, 리소그래피 장치를 통과하는 그리고 기판에 입사하는 바람직하지 않은 방사(예컨대, 대역 외 방사)의 양을 최소화하는 것이 바람직하다.

더욱이, 리소그래피 방법 또는 장치에서 사용되는 스펙트럼 순도 필터 및/또는 펠리클이 적절한 수명을 갖고, 그것들이 노출될 수도 있는 고열 또는 방사 부하, 및/또는 그것들이 노출될 수도 있는 수소 및 해당 활성종(active species)(이를테면 H*와 HO*을 포함하는 라디칼들과 H⁺, H₂ ⁺ 및 H₃ ⁺를 포함하는 이온들)의 결과로서 시간이 지남에 따라 신속히 열화하지 않는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 그러므로 개선된(또는 대안적인) 스펙트럼 순도 필터 및/또는 펠리클을 제공하거나, 또는 펠리클 및/또는 스펙트럼 순도 필터를 향해 환경을 덜 공격적으로 만들기 위해 리소그래피 장치 및/또는 방법을 적응시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 위에서 식별된 문제들의 적어도 일부를 해결하려는 시도로 고안되었다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인이 제공되며, 상기 멤브레인은 언캡 탄소 나노튜브들(carbon nanotubes)을 포함한다.

사용 시, 펠리클 멤브레인들은 리소그래피 장치에서 사용되는 EUV 방사와 같은 방사의 직접 광 경로에 놓인다. 이는, 낮은 주변 압력들에서의 작동과 함께, 멤브레인이 600℃를 초과할 수 있는 고온들에 도달하게 한다. 이는 이미징 성능의 손실 또는 심지어 펠리클의 고장으로 이어질 수도 있는 펠리클 멤브레인의 화학적 및 구조적 저하를 용이하게 할 수 있다. 펠리클의 작동 온도를 줄이기 위하여, 펠리클의 방사율을 증가시켜 주어진 전력에서 펠리클의 작동 온도를 감소시키는 하나 이상의 방출 층들이 일반적으로 포함된다. 방출 층들이 제공되는 연속 멤브레인 펠리클들은 일반적으로 EUV 리소그래피 장치에서 400~650℃의 범위의 작동 온도들을 가지며, (중간 초점에서) 150 내지 300 W의 범위의 소스 EUV 전력으로, 더 높은 온도들이 더 높은 전력원들로 예상될 수도 있다. 추가적으로, 펠리클 멤브레인의 화학적 저하를 늦추거나 방지하는 캡핑 층이 제공될 수도 있다. 펠리클의 허용가능 투과율 및 적외선(IR) 방사율을 유지하기 위하여, 하나 이상의 방출성 금속 또는 도전 층은 얇다. 그러나, 불활성 기판 상에 퇴적된 금속성 필름들은 에너지적으로 불리한 상태에 있다. 불활성(비금속) 기판의 상단에 도포된 얇은 금속성 필름의 가열은 금속의 녹는점보다 훨씬 아래의 온도들에서 열적 불안정성으로 이어질 수 있다. 충분한 활성화 에너지가 제공됨에 따라, 박막은 표면 확산 과정을 통해 홀들을 형성하고 홀들은 온도에 강하게 의존적인 레이트로 시간이 지남에 따라 성장한다. 홀들이 합쳐질 때, 표면 상의 재료는 불규칙한 모양의 아일랜드들을 형성한다. 이 과정은 탈습윤(dewetting) 및 아일랜드 형성이라 지칭된다. 금속성 필름과 기판 사이에 점착 층을 제공함으로써 탈습윤 및 아일랜드 형성을 줄이는 것이 가능하지만, 금속성 필름은 여전히 에너지적으로 불리한 상태에 남아 있다. 펠리클 상에 도포된 얇은 금속성 층은, 일단 아일랜드들로 부서지면, 자신의 높은 방사율 특성을 손실하고 따라서 쓸모 없게 된다.

언캡 탄소 나노튜브들을 포함하는 펠리클 멤브레인은, 특히 EUV 플라즈마 유도 탄소 에치가 충분히 억제될 수도 있으면, 리소그래피 장치, 구체적으로는 EUV 리소그래피 장치에서 사용하기에 적합하다는 것이 실현되었다. 이전에는, EUV H₂ 플라즈마 환경에서의 탄소 에치 및 CNT 실패의 가능성으로 인해, 캡핑 층들을 갖는 탄소 나노튜브들(CNT들)만이 고려되었다. 그러나, EUV 플라즈마 내성을 제공하기 위하여 수소 플라즈마에 내성이 있는 재료들을 이용한 탄소 나노튜브들의 캡핑과 그것들의 리소그래피 장치에서의 펠리클 멤브레인들로서의 사용은 적합하지 않다. 추가적으로, 탄소 나노튜브들의 캡핑은 언캡 나노튜브들에 비해 투과율을 감소시키며, 이는 또한 바람직하지 않다.

언캡 탄소 나노튜브 기반 펠리클은 복수의 나노입자들을 더 포함할 수도 있다. 공형(conformal) 코팅 또는 캡핑 층과는 대조적으로, 나노입자들은 탈습윤 또는 아일랜드 형성에 취약하지 않고 그래서 펠리클의 투과 및 방사율은 사용 중에 영향을 받지 않는다. 추가적으로, 나노입자들은 해당 금속 박막만큼 에너지적으로 불리한 상태에 있지 않고, 그래서 사용 중에 더 안정적이다. 추가적으로, 나노입자 하위 단일층에 의한 EUV 산란 및 흡착은 나노튜브들에 도포된 비슷한 두께의 공형 또는 부분적으로 공형 층에 의한 산란 및 흡착보다 당연히 더 낮다.

나노입자들은 탄소 나노튜브들과 바람직하게 연관된다. 이와 같이, 나노입자들은 나노튜브들로부터 분리되지 않고 나노튜브들에 부착된다. 리소그래피 장치, 특히 거울들 또는 레티클과 같은 광학 엘리먼트들의 오염을 피하는 것이 바람직하고, 그래서 나노입자들이 펠리클 멤브레인으로부터 쉽사리 제거될 수 없는 것이 바람직하다.

나노입자들은 탄소 나노튜브들의 표면 상에 배치될 수도 있다. 나노입자들은 탄소 나노튜브들 내에 배치될 수도 있다. 나노입자들은 나노튜브들의 표면과 그 내부 양쪽 모두에 배치될 수도 있다.

나노입자들은 임의의 적절한 기법에 의해 탄소 나노튜브들의 표면에 부착될 수 있고 본 발명은 선택된 기법에 의해 특별히 제한되지 않는다. 탄소 나노튜브-나노입자 구조체들을 생성하기 위해 사용되는 방법은, 예를 들어, 이른바 습식 화학(wet chemistry)에 기초할 수 있거나 또는 물리적 퇴적에 기초할 수 있다. 습식 화학 방법들에서, 나노튜브의 표면은 기능화될 수 있고 나노결정들은 그 뒤에 공유(covalent), 비공유, 또는 정전기 상호작용들에 의해 나노튜브들에 조립될 수 있다. 물리적 퇴적에서, 나노입자들은 물리적 흡착에 의해 나노튜브들에 부착될 수 있다.

유사하게, 나노튜브들 내에 나노입자들을 제공하기 위한 임의의 적합한 기법이 사용될 수도 있고 본 발명은 사용되는 기법으로 특별히 제한되지 않는다. 하나의 기법이 금속 염 전구체의 용액이 나노튜브 안에 도입된 다음 수소에 의해 감소되는 초기 습윤 함침(incipient wetness impregnation)이다. 하소(calcination) 단계가 또한 요구될 수도 있다.

EUV 리소그래피 장치에서의 탄소 에칭 메커니즘은 2-요소 과정이라는 것이 밝혀졌다. 특히, 수소 이온들(예컨대, H⁺, H₃ ⁺) 및 수소 라디칼들 H* 양쪽 모두는 탄소를 에치하는데 필요하다. 과학 이론에 의해 얽매이길 바라는 일 없이, 나노튜브에서의 탄소-탄소 결합은 고에너지(energetic) 수소 이온에 의해 깨어질 수도 있다고 믿어진다. 깨어진 결합은 용해되거나 흡착된 수소 라디칼에 의해 부동태화될 수도 있다. 부동태화가 발생하지 않으면, 그 결합은 복구될 수 있다. 나노입자들의 추가는 흡착된 수소 라디칼들의 재결합률을 증가시키고 그래서 수소 라디칼에 의해 깨진 탄소-탄소 결합이 부동태화될 기회들이 감소된다고 믿어진다. 이와 같이, 탄소 나노튜브들이 에칭되는 속도는 감소된다.

예를 들어, 탄소 나노튜브들이 나노입자들로 장식되는 일 실시예에서, 흡착된 원자 수소는 탄소 나노튜브를 따라 확산될 수 있다. 원자 수소는 분자 수소로 재결합되고 수소 가스로서 방출될 수 있거나, 또는 깨어진 탄소 결합을 부동태화하여 결과적으로 탄화수소의 방출을 초래할 수 있다. 원자 수소의 재결합은 나노튜브들보다 나노입자들에 대해 더 빠르게 발생하며, 그래서 나노입자들의 존재는 수소 재결합률을 증가시켜 깨어진 탄소 결합들이 부동태화되는 속도를 감소시키고 나노튜브들이 에칭되는 속도를 증가시킨다.

나노튜브들 내의 나노입자들의 존재는 또한 분자 수소로의 원자 수소의 재결합률을 증가시키는 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. CNT 외부 표면 상에 흡착된 원자 수소는 호핑/확산에 의해 그래핀 또는 그래핀 유사 필름(키랄(chiral) CNT들의 경우임)을 통과하고 그래서 내부 CNT 표면을 장식하고 있는 나노입자들에 도달할 수도 있다. 다시, 과학 이론에 의해 얽매이길 바라는 일 없이, 나노입자들의 존재는 나노튜브들 내에 위치됨에도 불구하고 흡착된 원자 수소의 재결합률을 증가시키는 것으로 믿어진다. 이 실시예의 추가의 장점은 나노입자들이 나노튜브들로부터 제거되는 것이 거의 불가능하고 그래서 나노입자들이 펠리클 멤브레인으로부터 해제되고 리소그래피 장치의 다른 부분들을 오염시킬 위험이 매우 적다는 것이다.

(EUV) 펠리클 멤브레인을 포함하는 나노튜브들은 기체 투과성 메시를 형성할 수도 있다. 펠리클 멤브레인들은 일반적으로 매우 얇은 자립식(free-standing) 멤브레인들이고 그러므로 멤브레인의 두 개의 면들 사이에 압력 차이가 있으면 변형되기 쉽다. 사소한 압력 차분들이 펠리클 멤브레인의 변형을 초래할 수 있다. 다른 펠리클 멤브레인들은 기체들에 대해 효과적으로 불투과성인 유니터리 막들을 포함한다. 그 반면, 본 발명의 하나의 실시예는 기체 투과성인 펠리클 멤브레인을 제공한다. 이는 멤브레인에 걸리는 임의의 압력 차분들의 존재를 피할 수 있고 그러므로 멤브레인의 변형을 줄인다.

탄소 나노튜브들은 단일 벽형(walled) 또는 멀티 벽형일 수도 있다. 펠리클 멤브레인은 단일 벽형 나노튜브들, 멀티 벽형 나노튜브들, 또는 그 조합들을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 펠리클 멤브레인은 단일 벽형 나노튜브들을 포함한다.

나노입자들의 직경은 약 1 nm 내지 약 100 nm의 범위일 수도 있다. 바람직하게는, 나노입자들의 직경은 약 5 nm 내지 약 25 nm의 범위이다. 나노입자들의 직경은 바람직하게는 투과 전자 현미경법에 의해 측정된다. 다른 측정 기법들이 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 탄소 나노튜브들 내에 배치된 임의의 나노입자들의 직경은 나노튜브들의 내부 직경에 따라 달라질 것이다. 이와 같이, 임의의 내부 나노입자들의 직경은 그것들이 배치되는 나노튜브들의 내부 직경까지일 수도 있다.

나노입자들의 직경은 나노입자들의 집단 내의 각각의 나노입자에 대해 반드시 동일할 필요는 없다. 이와 같이, 일부 나노입자들은 다른 것들보다 더 크거나 또는 더 작을 수도 있다. 실시예들에서, 나노입자들의 평균 직경은 약 1 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 5 nm 내지 약 25 nm이다.

이들 나노입자의 사이즈들은 EUV 방사의 굴절 및 소멸(extinction)을 통해 이미징 왜곡을 줄이기 때문에 유리하다.

나노입자들의 직경은 바람직하게는 해당 레티클의 패턴의 임계 치수의 절반 미만이다. 이와 같이, 바람직하게는 해당 레티클의 패턴의 임계 치수의 절반보다 큰 직경을 갖는 나노입자들은 없거나 또는 실질적으로 없다. 나노입자가 펠리클 멤브레인에서부터 레티클로 전달되는 이벤트에서, 나노입자가 전달되는 레티클의 임계 치수의 약 절반보다 작으면, 패터닝에 대한 영향은 해롭지 않을 것이다. 현재 기술들로, 이는 약 10 nm 이하의 직경을 갖는 나노입자들에 대한 선호를 제공한다. 임계 치수가 감소함에 따라, 나노입자들의 사이즈는 또한 감소될 필요가 있다.

인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경보다 클 수도 있다. 예를 들어, 나노입자들이 직경이 10 nm(TEM에 의해 측정됨)인 경우, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 바람직하게는 10 nm보다 크다.

인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경의 약 1 내지 약 50 배일 수도 있다. 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경의 약 10 배 이상일 수도 있다. 약간 더 낮은 평균 거리가 또한 허용 가능할 수도 있다.

나노입자들이 펠리클 멤브레인의 투과율을 약간 감소시킬 것이므로, 원자 수소 재결합에서의 증가의 장점과 더 낮은 투과율의 단점의 균형을 맞추는 것이 바람직하다. 펠리클 멤브레인에 걸쳐 나노입자들을 분산시킴으로써 나노입자들의 보호 특성들을 여전히 유지하면서도 증가율의 감소는 관리된다. 추가적으로, 나노입자들을 분산시키는 것은 또한 나노입자들의 덩어리화(agglomeration)를 줄이거나 또는 방지하며, 이는 입자들의 사이즈의 증가로 이어지고 투과율을 낮출 것이다.

나노입자들은 바람직하게는 나노튜브들보다는 수소에 대해 더 높은 재결합 계수를 갖는 재료를 포함한다. 나노입자들의 재결합 계수는 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1이다. 재결합 효율은 표면을 떠나기 전에 분자들을 형성하는 흡착된 원자들의 분율이다. 이와 같이, 1의 숫자는 흡착된 원자들의 모두가 표면들을 떠나기 전에 분자들을 형성함을 나타내는 반면, 0.1의 숫자는 흡착된 원자들의 약 10%가 그렇게 함을 나타낸다. 탄소 나노튜브들의 재결합률은 그래핀 또는 비정질 탄소와 동일한 약 10^{- 3}이다. 나노입자들의 재결합률이 탄소 나노튜브들의 재결합률보다 크므로, 흡착된 원자 수소는 더 빠르게 결합되어 깨진 탄소-탄소 결합은 부동태화될 공산을 제한한다고 믿어진다.

나노입자들은 금속, 금속 산화물, 도핑된 금속, 합금, 또는 그 조합들을 포함할 수도 있다.

나노입자들은 Nb, Mo, Ru, Rh, Pt, Pd, W, Cr, Ni, Fe, Co, Ag, Au, Zr, Y, 및 그 조합들을 포함할 수도 있다.

나노입자들은 추가적으로 O, N, B, Si, C, H, P, S, Cl, 및 그 조합들을 포함할 수도 있다.

이와 같이, 나노입자들은 O, N, B, Si, C, P, S, Cl, 및 H 중 하나 이상으로 도핑되거나 또는 그것과 혼합되는 본 개시에서 설명되는 금속들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

나노입자들은 복합 재료를 포함할 수도 있다. 다르게 말하면, 나노입자들은 복합 나노입자들일 수도 있다. 이와 같이, 나노입자를 형성하는 상이한 둘 이상의 재료들이 있을 수도 있다. 일부 재료들은 흡착된 원자 수소의 재결합 속도를 증가시키는 역할을 할 수도 있고 다른 재료들은 CNT들에 대한 개선된 결합을 지원할 수도 있다.

이들 재료들(적어도 금속 페이즈의 나노입자들)은 탄소보다 훨씬 더 높은 재결합률들을 가지고 그래서 이러한 재료들을 포함하는 나노입자들은 탄소-탄소 결합들이 흡착된 원자 수소에 의해 부동태화되는 속도를 감소시킴으로써 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인의 수명을 연장시키는 역할을 한다.

나노입자들의 표면 밀도는 제곱 미크론 당 약 500 개 입자들보다 클, 바람직하게는 제곱 미크론 당 약 1000 개 입자들보다 클 수도 있다.

나노입자들이 너무 적은 것은 탄소 나노튜브들의 적어도 일부 부분들이 원자 수소 부동태화로부터 효과적으로 보호되지 않는다는 것을 의미한다. 이와 같이, 나노입자들에 근접한 탄소 나노튜브들의 부분들이 보호될 것이지만, 나노입자들로부터 너무 멀리 떨어져 있는 탄소 나노튜브들의 부분들은 보호되지 않을 것이다.

부가적으로 또는 대안적으로, 언캡 탄소 나노튜브들은 부동태화될 수도 있다. 부동태화는 화학적 부동태화일 수도 있다. 언캡 탄소 나노튜브들은 나노튜브들의 표면에 대한 화학종의 화학흡착에 의해 변경될 수도 있다. 표면의 변경은 화학흡착(물리흡착와는 대조적임)에 의하거나 또는 질화, 산화, 또는 할로겐화와 같은 과정들을 통해 탄소 나노튜브 표면과의 종의 반응에 의할 수도 있다. 수소화는 명시적으로 제외되는데 이것이 에칭 과정을 향상시킬 가능성이 있고 그러므로 원하는 것과 반대의 효과를 갖기 때문이다. 이와 같이, 탄소 나노튜브들의 의도적인 수소화는 바람직하지 않다. 펠리클 멤브레인이 EUV 리소그래피 장치 내의 환경으로 인해 사용 시 수소화될 수도 있지만, 이 수소화는 장치가 작동하는 방법의 바람직하지 않는 부작용이라는 것이 이해될 것이다. 부동태화는 또한 스트론튬, 붕소, 베릴륨 또는 실리콘 원자들의 탄소 나노튜브들의 표면에의 추가에 의해 성취될 수도 있다.

이 접근법은 탄소 나노튜브들의 표면에 대한 코팅을 도포하는 것과는 상이하며, 이는 인터페이스 층이 형성되지 않음을 의미하는 탄소 나노튜브들 자체의 표면의 화학적 개질을 수반하기 때문이다. 코팅된 탄소 나노튜브들을 포함하는 시스템들에서 볼 수 있는 것처럼 상이한 열 팽창 계수들로 인해 야기되는 박리 효과들이 또한 없다.

과학 이론에 의해 얽매이길 바라는 일 없이, 나노튜브들의 표면의 변경은 많은 메커니즘들에 의해 플라즈마에 의한 에칭을 약화시킨다고 믿어진다. 탄소 나노튜브의 표면에 부착되는 원자들은 EUV 유도 수소 플라즈마의 경우에 주로 수소 이온들인 에칭 이온들에 의한 폭격으로부터 나노튜브의 탄소 원자들을 보호한다. 표면 원자들은 먼저 에칭되어야, 탄소 원자들이 에칭되기 전에 회복 시간(resilience time) 또는 지연을 생성한다. 탄소 나노튜브들이 보호되는 다른 메커니즘들은 또한 존재할 수도 있다. 표면 원자들은 에치될 수도 있지만, 펠리클 멤브레인은 표면의 재부동태화에 의해 복구될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 이는 본 발명의 제2 양태에 따른 방법에 의해 성취될 수도 있다.

바람직한 표면 개질들은 산화, 질화, 및 할로겐화이다. 할로겐화의 경우, 플루오르화 및 염소화는 탄소-할로겐 결합, 특히 탄소-불소 결합의 강도로 인해 바람직하다. 이와 같이, 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인이 제공되며, 상기 멤브레인은 언캡 탄소 나노튜브들을 포함하며, 언캡 탄소 나노튜브들의 표면의 적어도 부분은 화학적으로 부동태화된다. 바람직하게는, 화학적 부동태화는 질화, 산화, 및/또는 할로겐화를 포함한다. 화학적 부동태화는 수소화를 포함하지 않는다. 대안적으로 또는 부가적으로, 표면은 스트론튬, 붕소, 베릴륨, 및/또는 실리콘의 원자들의 추가에 의해 개질될 수도 있다.

실시예들에서, 언캡 탄소 나노튜브들은 탄소 외의 원자들로 도핑된다. 바람직하게는, 언캡 탄소 나노튜브들은 질소, 붕소, 및 실리콘 중 하나 이상으로 도핑된다. 코어 탄소 나노튜브 구조의 도핑은 외부 원자들의 코어 구조로의 통합을 수반한다. 당연히 존재할 수도 있거나 또는 의도적으로 생성될 수도 있는 탄소 나노튜브 구조에서의 결함들은, 질소, 붕소, 또는 실리콘과 같은 탄소 외의 원자들로 채워질 수 있다.

질소, 붕소, 및/또는 실리콘을 자신들의 코어 구조에 추가적으로 포함하도록 변형된 탄소 나노튜브들을 포함하는 펠리클들은 반응성을 변화시키는 변경된 화학적 결합 상태로 인해 수소 이온들 및 라디칼들에 의한 에칭에 대한 민감성을 감소시킨다. 추가적으로, 나노튜브들은 키랄성(chirality) 또는 벽들의 수에 무관하게 금속성이다. 이는 나노튜브들의 방사율을 증가시키며, 이는 결과적으로 주어진 전력에서 펠리클의 작동 온도를 감소시킴으로써, 펠리클의 수명을 연장시킨다. 나노튜브들은 또한 코어 구조에서 결함들을 포함하는 나노튜브들보다 물리적으로 더 강할 수도 있다.

에어로겔 층이 펠리클 멤브레인의 한 면 또는 양 면들에 제공될 수도 있다. 에어로겔들은 매우 높은 다공도 및 매우 낮은 밀도를 갖는 재료들이다. 에어로겔의 다공도는 95%를 초과, 97%를 초과, 99%를 초과, 또는 심지어 99.9%까지일 수도 있다. 밀도는 0.01 g/cm³ 미만일 수도 있다.

매우 높은 다공도 및 밀도로 인해, 에어로겔들은 높은 EUV 투과율을 갖는다. 에어로겔들은 그것들의 높은 EUV 투과율로 인해 펠리클 멤브레인의 투과율을 크게 감소시키지 않고 수소 플라즈마와 탄소 나노튜브 기반 펠리클 멤브레인 사이의 장벽으로서 역할을 하기 때문에 탄소 나노튜브들에 대한 보호 층을 제공할 수 있다. 에어로겔의 높은 다공도로 인해, 펠리클 멤브레인에 걸친 압력 차분들이 회피된다.

에어로겔은 니오븀, 몰리브덴, 또는 지르코늄을 포함할 수도 있다. 이들 재료들은 리소그래피 장치 내부의 수소 플라즈마 환경에 내성이 있다.

상기 또는 각각의 에어로겔 층의 두께는 2 미크론 미만, 1 미크론 미만, 또는 0.5 미크론 미만일 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 추가의 양태에 따르면, 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 광학 엘리먼트가 제공되며, 상기 광학 엘리먼트는 에어로겔을 포함한다.

광학 엘리먼트는 펠리클 멤브레인, 거울, 레티클, 또는 스펙트럼 순도 필터일 수도 있다. 광학 엘리먼트는 리소그래피 장치의 하나의 부분에서부터 다른 부분으로의 오염물들의 전달을 방지 또는 감소시키기 위하여 중간 초점 위치에 위치될 수도 있다.

광학 엘리먼트는 본 출원의 임의의 양태에 따른 펠리클 멤브레인을 포함할 수도 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 펠리클 멤브레인을 재생성 및/또는 조절하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 전구체 화합물을 분해하는 단계와 분해 산물들 중 적어도 일부를 펠리클 멤브레인 상에 퇴적하는 단계를 포함한다.

설명된 바와 같이, 탄소 나노튜브들은 리소그래피 장치 내에서 수소에 의해 에칭된다. 에칭 과정 동안, 탄소 원자들은 탄소 나노튜브들로부터 탄화수소들로서 제거된다. 시간에 경과함에 따라, 나노튜브들로부터의 탄소의 제거는 펠리클 멤브레인을 약화시키며, 이는 입자들의 형성 또는 펠리클 멤브레인의 고장으로 이어질 수 있다. 전구체 화합물을 제공하고 분해하여 분해 산물들을 생성함으로써, 분해 산물들은 펠리클 멤브레인에 대한 임의의 손상을 복구함으로써 수명을 연장시킬 수 있다.

전구체는 탄화수소일 수도 있다. 탄화수소가 리소그래피 장치 내에서 분해될 때, 이는 탄소와 수소로 분해된다. 펠리클 멤브레인이 탄소 나노튜브들을 포함하는 경우, 분해로부터 생기는 탄소는 나노튜브들에 대한 손상을 복구할 수 있다. 펠리클이 에칭되고 탄화수소들을 방출할 수도 있다는 것이 이해될 것이지만, 이들 탄화수소들은 낮은 농도들로 있고, 그래서 추가적인 탄화수소들의 프로비전은 탄소가 펠리클 멤브레인 상에 재퇴적되는 속도가 펠리클로부터 탄소가 에칭되는 속도와 거의 균형을 맞추게 한다. 펠리클 멤브레인으로부터 탄소가 에칭되는 속도가 탄소가 재퇴적되는 속도와 동일하면, 펠리클은 수명을 크게 연장할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 리소그래피 장치 안으로 도입되는 탄화수소의 비율과 및 양은 리소그래피 장치 내의 작동 조건들, 이를테면 장치가 작동되고 있는 전력 레벨과 장치 내에 존재하는 수소의 분압에 따라 가변할 것이다. 탄소 나노튜브 펠리클의 에칭의 균형을 맞추기 위하여 도입되고 있는 탄화수소의 비율 및 양을 조정하는 것이 가능하다. 이 방법은 리소그래피 장치 내에서 반드시 일어날 필요는 없고 또한 리소그래피 장치 외부에서 수행될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 본 방법은 그러므로 펠리클이 리소그래피 장치에서 사전 조절 단계로서 사용되기 전에 일어날 수도 있거나, 또는 사용 중에 펠리클에 대해 야기되는 임의의 손상을 복구하기 위하여 펠리클이 리소그래피 장치에서 사용된 후 일어날 수도 있다.

탄화수소는 포화 또는 불포화될 수도 있다. 탄화수소는 C1-C4 탄화수소, 또는 방향족(C6 이상) 또는 고리형(C5 이상) 탄화수소일 수도 있고 또한 N, O, B, P, 및 Cl 중 임의의 것을 포함할 수도 있다. 에텐 또는 에틴이 탄화수소로서 사용될 수도 있다. 불포화 탄화수소들은 포화 탄화수소들보다 큰 탄소 대 수소의 비율을 가지므로 유리할 수도 있다.

탄화수소들은 EUV 방사에 의해 탄소와 수소로 분해될 수 있다. 탄화수소들은 또한 다른 수단에 의해 분해될 수 있고 분해는 전적으로 EUV 방사선 노출에 의한 것으로 간주되지는 않아야 한다. 더 짧은 사슬 탄화수소들이, 레티클 외의 리소그래피 장치 내의 표면들에 퇴적되고 부착될 가능성이 더 낮고 광학계의 반사율의 지속적인 부분적 손실을 야기하므로, 바람직할 수도 있다. 결과적으로, 이러한 탄소 풍부 층들은 탄화수소들의 주입이 종료되면 EUV H₂ 플라즈마에 의해 세척된다.

전구체 화합물은 지속적으로 또는 간헐적으로 제공될 수도 있다. 전구체 화합물의 연속적인 프로비전은 펠리클 멤브레인의 에치 속도가 일관되고 그래서 탄화수소의 연속적인 추가가 펠리클로부터 탄소가 에칭되는 속도가 펠리클 멤브레인 상에 탄소가 퇴적되는 속도와 실질적으로 동일한 펠리클 멤브레인에 대해 정상 상태(steady state)를 제공하는 경우에 사용될 수도 있다. 전구체 화합물은 리소그래피 장치의 스루풋이 부정적인 영향을 받지 않도록 추가적인 탄화수소 재료가 미리 결정된 시간들 동안에만 존재하는 반면, 스루풋이 광학 엘리먼트들의 일부 상의 불투명한 탄소 층들의 퇴적으로 인해 일시적으로 감소될 수도 있도록 간헐적으로 제공될 수도 있다.

전구체 화합물의 양이 펠리클 멤브레인의 에치 속도, 펠리클 멤브레인이 배치되는 리소그래피 장치의 작동 전력, 및 펠리클 멤브레인의 작동 수명 중 하나 이상에 의존하여 조절될 수도 있다. 예를 들어, 장치가 높은 전력에서 작동하는 때일 수도 있는 펠리클의 에치 속도가 높은 경우, 더 많은 양의 전구체 화합물이 더 높은 에치 속도를 상쇄하기 위하여 도입될 수도 있다. 장치가 더 낮은 전력에서 작동할 때, 도입되고 있는 전구체 화합물의 양은 펠리클 멤브레인 또는 장치의 다른 영역들 상의 탄소의 원치 않는 축적을 피하기 위하여 감소될 수도 있다.

그 방법은 스캐너 환경에 커플링되는 레티클 미니 환경(reticle mini-environment)(RME) 내에서 적어도 국부적으로 또는 펠리클 멤브레인을 향해 전구체 화합물을 진행시키는 단계를 포함할 수도 있다. 전구체 화합물이 펠리클 멤브레인을 분해하고 복구하도록 의도되므로, 분해에 의해 생성된 탄소를 장치의 다른 영역들보다는 펠리클 멤브레인 상에 우선적으로 퇴적시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 전구체 화합물의 흐름을 펠리클 멤브레인을 향해 진행시키는 것은 탄소가 펠리클 멤브레인 상에 퇴적될 공산을 증가시킨다.

본 발명의 제2 양태의 실시예들에서, 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 조절 및/또는 수리하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 탄화수소 함유 분위기에서 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 어닐링하는 단계를 포함한다.

탄화수소 함유 분위기에서의 어닐링은 임의의 댕글링 결합들의 복구와 탄화수소 분위기부터로 탄소를 이용한 탄소 결함 부위들에 결합된 수소의 대체를 초래한다. 어닐링은 약 700 내지 900 K의 온도에서 수행될 수도 있다. 다른 온도들이 필요에 따라 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 탄화수소 분위기에서의 어닐링은 반응성 어닐링이라고 지칭될 수도 있다. 탄화수소 전구체의 분해는 이 반응성 어닐링 단계 동안 일어날 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 탄화수소 함유 가스는 플라즈마를 형성하도록 이온화될 수도 있다. 플라즈마로의 이온화는 반응 속도들을 증가시키며, 더 낮은 온도들이 사용되는 것을 허용하고, 반응 선택성을 개선시킨다.

본 발명의 제2 양태의 방법은 진공 어닐링 단계를 더 포함할 수도 있으며, 옵션적으로 진공 어닐링 단계는 탄화수소 함유 분위기에서의 어닐링 단계 전 및/또는 후이다.

그 방법은 또한 환원성 어닐링 단계를 포함할 수도 있다. 환원성 어닐링 단계는 반응성 어닐링 단계 전 및/또는 후에 일어날 수도 있다. 환원성 어닐링은 수소와 같은 환원성 가스 내에서 일어날 수도 있다. 환원성 어닐링 단계는 느슨하게 결합된 비정질 탄소 퇴적물들뿐만 아니라 다른 오염물들, 이를테면 남아있는 시드 나노입자들을 탄소 나노튜브 성장 과정에서 제거한다.

바람직하게는, 최종 어닐링 단계는 진공 또는 환원성 어닐링 단계이다. 이는 EUV 방사 및 수소 플라즈마 및 이온들의 존재로 인해 고도로 환원성인 스캐너 환경에서의 노출들 동안 일시적인 영향을 피하기 위한 것이다. 본 발명의 제2 양태의 방법의 펠리클 멤브레인은 본 발명의 임의의 다른 양태, 특히 제1 양태에 따른 펠리클 멤브레인일 수도 있다.

예시적인 방법에서, 다음 단계들이 수행된다:

1. 진공 또는 환원성 어닐링;

2. 탄화수소 환경에서의 반응성 어닐링;

3. 옵션적인 단계 1 및 2의 반복; 및

4. 진공 또는 환원성 어닐링.

이 예시적인 방법은 스캐너 환경에 아직 노출되지 않은 펠리클 멤브레인들에 유용하다. 스캐너 환경에 이미 노출된 펠리클 멤브레인들의 경우, 그 방법은 수동 또는 환원성 치유 단계보다는 반응성 어닐링 단계로 시작하도록 수정될 수도 있다.

탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인의 제조 동안에 반응성 어닐링 단계가 포함되지 않는 경우들에서도, 스캐너 환경에서 펠리클을 노출시키기 전에 진공 및/또는 환원성 어닐링 단계가 있을 수도 있다. 이와 같이, 펠리클 멤브레인을 조정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 리소그래피 장치에서 사용하기 전에 펠리클 멤브레인을 진공 및/또는 환원성 어닐링하는 단계를 포함한다.

전술한 어닐링 단계들 중 임의의 것이 약 700 K 내지 약 900K의 온도에서 수행될 수도 있다.

어닐링 동안 펠리클 멤브레인의 가열은 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 펠리클 멤브레인은 뜨거운 가스에 대한 노출에 의해 전도성으로 및/또는 대류성으로(convectively) 가열될 수도 있다. 펠리클 멤브레인은 펠리클 멤브레인을 통해 전류를 통과시킴으로써 가열될 수도 있다. 펠리클 멤브레인은 레이저 가열에 의해 가열될 수도 있다. 상이한 가열 방법들의 조합들이 또한 생각된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 펠리클의 에치 속도를 감소시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 펠리클에 근접한 영역 또는 펠리클의 영역에 하나 이상의 바이어스된 엘리먼트들을 제공하는 단계를 포함한다. 바이어스는 펠리클이 배치되는 리소그래피 장치의 접지된 진공 베셀에 대한 것이다. 바이어스는 양의 이온들의 플럭스를 펠리클로부터 멀어지게 재지향시킨다. 바람직하게는, 바이어스된 엘리먼트들 중 임의의 것 또는 대부분은 EUV 광학계에 해로울 수도 있는 EUV 플라즈마 전위의 상승을 피하기 위해, (접지된) 스캐너 진공 베셀에 대해 음전위를 가진다. 이와 같이, 펠리클 또는 다른 엘리먼트들의 상대적인 바이어스가 양일 수도 있지만, 절대 전위들은 플라즈마 전위 증가를 피하기 위해 바람직하게는 모두 음이다.

플라즈마가 양으로 하전된 수소 원자들을 포함하므로, 적합한 바이어스/전기장을 제공하는 것은 에칭 이온들의 플럭스를 펠리클에서부터 멀리 떨어지도록 재시향시킬 것이다. 에칭 이온들의 플럭스의 감소로, 펠리클 멤브레인의 수명은 연장될 것이다. 펠리클 멤브레인은 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인일 수 있지만, 그 방법은 다른 펠리클 멤브레인 재료들에 관련하여 동일하게 사용될 수도 있다.

그 방법은 레티클(앞측) 및/또는 ReMa 블레이드들 및/또는 UNICOM에 대해 펠리클 멤브레인을 바이어싱하는 단계를 포함할 수도 있다. ReMa 블레이드들은 독립적으로 움직이는 네 개의 마스킹 블레이드들을 포함하는 셔터 시스템인 레티클 마스킹 유닛(REMA)의 일부이다. REMA 유닛은 (금속) 블레이드들을 사용하여 레티클의 특정 영역들로부터의 광을 차단한다. 이들 블레이드들 중, 두 개의 Y 블레이드들이 스캔 방향으로 배향되는 반면, 두 개의 X 블레이드들은 스캔 방향에 수직이다. UNICOM은, 그 기능이 슬릿 균일성을 보장하기 위해 레티클 근처의 조명을 조정하는 것인 광 필터이다. 그 필터는 일반적으로 조명을 조절하기 위하여 Y 스캐닝 축을 따라 이동될 수 있는 두 개의 가동 플레이트들을 포함한다. 펠리클 멤브레인을 에칭하는 것이 양의 수소 이온들의 플럭스이므로, 가장 가까운 표면/표면들에 대해 펠리클 멤브레인을 바이어싱함으로써(예를 들어 절대 음전위들을 인가함으로써, 또는 펠리클과 다른 전극들 사이에 서로에 대해 양인 바이어스를 인가함으로써), 펠리클로 향하는 수소 이온들의 플럭스는 감소/재지향된다. 그 방법은 펠리클 외의 표면들의 상대적인 바이어싱; 펠리클을 부동적으로 또는 접지된 채로 두면서, 예를 들어 EUV 콘(cone) 내에서 생성된 이온들을 펠리클에 도달하기 전에 추출하기 위한 레티클(앞면) 및/또는 ReMa 블레이드들 및/또는 UNICOM의 바이어싱 또는 상대적인 바이어싱을 대안적으로 또는 부가적으로 포함할 수도 있다. 레티클 미니 환경에서의 절대 양전위 전극들이 사용될 수도 있지만, 이러한 전위는 민감한 컴포넌트들의 부근에서 플라즈마 전위 및 이온 에너지를 증가시킬 수도 있고, 그러므로 이러한 일 실시예에서 추가적인 조치가 이러한 컴포넌트들의 보호에 필요할 수도 있다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 리소그래피 장치용 어셈블리가 제공되며, 상기 어셈블리는 바이어스된 펠리클 멤브레인 및/또는 RME 내의 다른 표면들을 포함한다. 다른 표면은 레티클 앞측, ReMa 블레이드들 또는 UNICOM 또는 Y노즐일 수도 있다. Y노즐은 레티클을 따라 스캐닝 방향으로 향하는 퍼지 가스(purge gas) 공급용 노즐이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 펠리클 멤브레인 및/또는 레티클 앞측은 부동적인 한편 Rema 블레이드들 및/또는 UNICOM은 접지된 진공 베셀 벽에 대해 음으로 바이어스된다.

바람직하게는, RME에서 전극들 중 임의의 것에 인가되는 절대 전위들은 EUV 플라즈마 전위의 증가를 피하기 위해 +50 V 이하로 제한되거나 또는 음이며, 그렇지 않으면 EUV 광학계는 너무 고에너지 이온들에 의해 영향을 받을 수도 있다. RME에서 표면들에 인가되는 절대 전위는 약 -500 V 이하, 바람직하게는 약 -250 V 이하, 그리고 더 바람직하게는 약 -50 V 이하일 수도 있다. 바이어스는 스파킹을 피하기 위하여 비교적 낮게 유지된다. 스파킹은 EUV 흡착에 의해 이온화된 가스를 통해 커패시터(예를 들어 펠리클/레티클 마스킹 유닛 또는 펠리클/레티클)를 방전시킬 수도 있다. 단일 스파크는 펠리클 멤브레인에 고장을 야기하거나 또는 최소한 결함을 도입할 수 있다. 비교적 낮은 전압에서도, 이러한 바이어스는 펠리클 근처의 각각의 EUV 플래시에 의해 도입된 대다수의 이온들을 밀어내기에 충분하다. 추가적으로, 가장 가까운 전극들에 대한 펠리클의 바이어스를 100 V 이하로 제한하는 것은 펠리클에 작용하는 정전기 압력을 제한한다. 이는 펠리클 멤브레인의 원치 않는 편향 또는 파열을 방지한다.

바이어스 소스는 전류 제한 및/또는 펄스화될 수도 있어, 바이어스 펄스들은 EUV 플래시들에 바람직하게 동기화된다.

펠리클 멤브레인은 보조 접지 전극을 포함하여, 레티클 마스킹 유닛, 레티클, UNICOM 또는 레티클 미니 환경 내의 임의의 다른 전극 중 하나 이상에 대하여 바이어스될 수도 있다.

어셈블리는 레티클 마스킹 유닛을 포함할 수도 있으며, 레티클 마스킹 유닛은 제1 및 제2 블레이드들을 포함하며, 전기 바이어스가 제1 및 제2 블레이드들 사이에, 또는 블레이드들과 접지된 진공 베셀 사이에 제공된다. UNICOM이 바이어스될 수도 있다. Y노즐이 바이어스될 수도 있다. (부동적인) 펠리클은 블레이드들의 바이어스를, 또는 광전자들의 추출로 인해 또는 용량성 커플링을 통해 Y노즐을 따를 수도 있다.

적어도 하나의 보조 접지된 전극이 제공될 수도 있다. 접지된 전극은 필드 라인들이 너무 멀리 연장되는 것을 방지하고 그러므로 펠리클과 같은 장치 내의 컴포넌트들을 손상시킬 수도 있는 리소그래피 장치 내의 스파킹을 방지할 수 있다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 리소그래피 장치용 펠리클 장치이 제공되며, 상기 펠리클 장치는 펠리클 멤브레인과 펠리클 가열 수단을 포함한다.

EUV 리소그래피 장치의 정상 동작에서, 펠리클 멤브레인이 EUV 방사 빔에 의해 가열될 것이라는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 EUV 방사 또는 리소그래피에 대해 의도되는 다른 방사에 의해 제공되는 가열에 추가적인 가열 수단을 제공한다.

본 개시에서 설명되는 바와 같이, 탄소 기반 펠리클 멤브레인들의 에칭은 수소 이온들 및 수소 라디칼들 양쪽 모두를 요구하는 2-요소 과정이다. 수소 이온들은 펠리클 멤브레인 내의 탄소-탄소 결합들을 깨기에 충분한 에너지로 되고 깨진 탄소-탄소 결합들은 그러면 흡착된 수소 라디칼들에 이해 부동태화된다. 이전에는, 펠리클들이 펠리클 멤브레인의 수명을 연장하려고 시도하기 위하여 펠리클 멤브레인의 작동 온도를 줄이도록 설계되고 공작(engineer)되었다. 이의 일부로서, 추가적인 방출 층들이 펠리클의 방사율을 증가시킴으로써 주어진 전력에서 펠리클 멤브레인의 작동 온도를 감소시키기 위해 펠리클에 추가되었다. 이와는 대조적으로, 펠리클 재료를 가열하는 것이 펠리클, 특히 탄소 나노튜브 펠리클과 같은 탄소 기반 펠리클의 수명을 연장시킬 수 있다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 과학 이론에 의해 얽매이길 바라는 일 없이, 흡착된 원자 수소의 농도는 펠리클 멤브레인의 온도를 증가시킴으로써 상당히 감소될 수 있다는 것이 믿어진다. 탄소 나노튜브들의 표면과 같은 그래핀 형 구조체로의 수소의 흡착이 발열성이기 때문에(어떠한 응축 유사 과정에라도 일반적임), 펠리클 멤브레인의 가열은 흡착된 원자 수소의 양이 더 낮아지는 결과(이는 증발 유사 과정이라고 취급될수 있음)를 초래한다. 펠리클 근처의 H*의 플럭스/농도가 일정하게 유지되면 300 K(대략 실온)에서의 흡착된 원자 수소의 농도는 1300 K에서의 흡착된 원자 수소의 농도보다 상당한 자릿수(약 10⁹)로 더 큰 것으로 추정된다. 흡착된 원자 수소의 농도를 감소시킴으로써, 깨진 탄소-탄소 결합이 부동태화될 공산은 감소되고 펠리클의 에치 속도 또한 감소된다.

가열 수단은 펠리클 멤브레인의 미리 결정된 부분을 가열하도록 구성될 수도 있다. 언급된 바와 같이, 에칭은 수소 라디칼들 및 수소 이온들에 의해 야기된다. 펠리클을 둘러싸는 영역인 리소그래피 장치의 레티클 미니 환경에서, 리소그래피에 사용되는 방사 빔인, 일반적으로 EUV 방사 빔은, 수소 이온들과 라디칼들을 생성한다. 이온들은 장치의 벽과의 단일 충돌 후에 재결합하는 반면, 라디칼들은 쉽사리 재결합하지 않고 그러므로 이온들보다 더 멀리 전파할 수 있다. 탄소-탄소 결합 쪼개짐(cleavage)의 주요 원인인 것으로 믿어지는 것이 이온들이기 때문에, 이온들이 펠리클 멤브레인과 상호작용하는 펠리클 멤브레인의 영역들에서 흡착된 원자 수소의 농도를 감소시키는 것이 유리하다. 이는 펠리클 멤브레인의 전체가 아니기 때문에, 추가적인 가열이 펠리클 멤브레인의 선택된 부분에만 제공될 수 있다.

펠리클 멤브레인의 미리 결정된 부분은 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 부분일 수도 있다. 언급된 바와 같이, 에칭이 2-요소 과정이라고 믿어지기 때문에, 최고 이온 플럭스를 겪는 영역에서의 펠리클의 가열은 가열된 영역에서 흡착된 원자 수소의 농도를 줄이고 그러므로 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 줄인다. 원자 수소 및 수소 이온들 양쪽 모두가 존재하는 펠리클 멤브레인을 가열하는 것이 가장 중요하다는 것이 이해될 것이지만, 펠리클 멤브레인의 더 큰 부분 또는 심지어 모두를 가열하는 것은 물론 가능하다.

가열 수단은 하나 이상의 레이저들을 포함할 수도 있다. 레이저들은 가시 또는 적외선 스펙트럼에서 작동할 수도 있다. 실제로 펠리클 멤브레인의 가열을 초래하는 임의의 주파수가 사용될 수도 있다. 임의의 수의 레이저 빔들이 사용될 수도 있다. 그 레이저 빔들은 가열될 펠리클 멤브레인의 영역으로 진행될 수도 있다. 레이저 광을 펠리클 멤브레인을 향해 진행시킨 하나 이상의 광학 엘리먼트들이 있을 수도 있다. 하나 이상의 광학 엘리먼트들은 입사 레이저 광을 펠리클 멤브레인으로 반사, 굴절 또는 회절시킬 수도 있다. 하나 이상의 광학 엘리먼트들은 레티클 마스킹 유닛 블레이드 상에 있을 수도 있다. 레이저 광이 가시 및/또는 IR 영역에 있는데 이러한 파장들의 광이 리소그래피 장치에서 이미 존재하기 때문이고 그래서 고려될 "새" 파장들을 갖는 광이 장치에 도입되지 않는 것이 바람직하다. VIS 또는 IR 방사를 사용하는 다른 이점은 그것들이 레지스트들을 현상하지 않고 그래서 기판을 향한 어느 정도의 그것들의 산란은 허용될 수 있다는 것이다.

가열 수단은 하나 이상의 저항성 가열 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 저항성 가열 엘리먼트들은 재료를 통한 전류의 통과에 의존한다. 펠리클 멤브레인이 바람직하게는 탄소 나노튜브들을 포함하기 때문에, 이들 탄소 나노튜브들은 저항성 가열 엘리먼트들로서 역할을 할 수도 있다. 이와 같이, 전류원은 펠리클 멤브레인에 부착될 수 있고 멤브레인을 통과한 전류는 멤브레인을 가열하고 흡착된 원자 수소를 몰아낼 수 있다.

도전성 스트립들은 펠리클 멤브레인의 적어도 부분에 걸쳐 전류를 분배하기 위해 제공될 수도 있다. 탄소 나노튜브들은 자신들의 길이들을 따라 고도로 도전성이고 인접한 나노튜브들 사이에 더 높은 전기 저항이 있다. 이와 같이, 전류가 펠리클 멤브레인에 걸쳐 더 효율적으로 분배되도록 하기 위하여, 펠리클 멤브레인에 걸쳐 전류를 분배하는 도전성 스트립이 제공될 수도 있다. 그 반면, 펠리클 멤브레인에 대한 단일 전기 연결이 전류의 불충분한 분배를 초래할 수 있다. 도전성 스트립은 펠리클 멤브레인의 특정한 부분들, 바람직하게는 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 부분들에서 전류 흐름을 진행시키도록 구성될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

펠리클 멤브레인은 바람직하게는 탄소 나노튜브들을 포함한다. 바람직하게는, 펠리클 멤브레인은 본 발명의 임의의 양태에 따른 펠리클 멤브레인이다. 탄소 나노튜브들은 1000℃ 이상의 온도들을 견딜 수 있고 그래서 증가된 온도들에 의해 손상되지 않는다. 추가적으로, 본 발명에 따른 펠리클 멤브레인들은 또한 흡착된 원자 수소의 재결합률을 증가시키도록 구성될 수도 있고 그래서 펠리클 멤브레인의 추가적인 가열은 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 추가로 감소시키기 위해 조합하여 사용될 수 있다. 추가적으로, 수소 이온 플럭스를 감소시키는 방법들 및 장치는 또한 가열된 펠리클 및/또는 나노입자들을 포함하는 펠리클과 조합하여 사용될 수도 있다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 펠리클 멤브레인의 작동 수명을 연장시키는 방법이 제공되며, 그 방법은 펠리클 멤브레인의 영역을 선택적으로 가열하는 단계를 포함한다.

유사한 고려사항들이 본 발명의 제5 양태에 적용되는 것과 유사하게 제6 양태에 적용된다. 펠리클 멤브레인의 영역의 가열은 흡착된 원자 수소의 농도를 감소시킴으로써 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 감소시킨다. 펠리클 멤브레인은 리소그래피 자체에서 사용되는 (EUV) 광에 의해 가열될 것이라는 것과 본 개시에서 설명되는 가열은 정상적인 가열에 추가된다는 것이 이해될 것이다.

그 방법은 작동 동안 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 펠리클 멤브레인의 영역을 가열하는 단계를 포함할 수도 있다. 펠리클 멤브레인의 전체를 가열하는 것이 가능하지만, 대부분의 에칭이 발생하는 곳인 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 펠리클 멤브레인의 영역을 가열하는 것이 가장 중요하다.

가열은 레이저 빔을 펠리클 멤브레인으로 진행시킴으로써 달성될(유효하게 될) 수도 있다. 레이저 빔은 바람직하게는 가시 또는 IR 영역에 있다. 레이저 빔들은 그것들의 출력이 쉽사리 조정될 수 있고 레이저 광을 펠리클 멤브레인의 원하는 영역으로 정확히 진행시키는 것이 가능하기 때문에 유리하다.

레이저 광은 하나 이상의 광학 엘리먼트들에 의해 진행될 수도 있다. 펠리클 멤브레인에서 레이저를 직접 발사하는 것이 가능하지 않을 수도 있기 때문에, 펠리클 멤브레인의 원하는 영역으로 레이저 광을 진행시키는 광학 엘리먼트들이 제공될 수도 있다.

대안적으로 또는 부가적으로, 추가적인 가열은 펠리클 멤브레인을 통해 전류를 통과시킴으로써 달성되거나(유효하게 되거나) 아니면 제공될 수도 있다. 전류가 펠리클 멤브레인이 가열되게 하고 흡착된 원자 수소의 농도를 감소시킬 것이다. 그 전류는 상이한 양들의 추가적인 가열을 제공하도록 가변될 수도 있다. 그 전류는 또한 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 영역에서 가열을 야기하기 위해 펠리클 멤브레인의 선택된 부분들에 제공될 수 있다.

본 발명의 이 양태에서 사용되는 펠리클 멤브레인은 본 발명의 임의의 양태에서 설명되는 펠리클 멤브레인일 수 있다. 추가적으로, 제6 양태의 방법은 본 개시에서 설명되는 임의의 다른 양태의 장치 및 방법들과 조합될 수 있다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인이 제공되며, 상기 멤브레인은 비정렬된 나노튜브들의 네트워크를 포함한다.

비정렬된 나노튜브들은 또한 랜덤하게 정렬된 나노튜브들이라고 지칭될 수도 있다. 랜덤 나노튜브들의 네트워크는 다공성을 갖는다. 다공성은 EUV 흡착을 낮추어 EUV 투과를 높이며, 이는 더 높은 스캐너 스루풋을 초래한다. 다공성은 또한 펠리클의 양 측 간의 압력 차이의 생성을 방지한다. 이와 같이, 펠리클은 통기(venting) 및 펌핑 작용들 동안 덜 휘어지며, 이는 펠리클 손상 또는 고장의 위험을 줄인다. 추가적으로, 이러한 비정렬된 네트워크의 면내(in-plane) 표면에 대한 질량 분포는 매우 균일하며, 이는 이미징 아티팩트들을 피함에 있어서 유용하다. 추가적으로, 충분한 운동량의 탄도(ballistic) 입자가 멤브레인과 충돌하는 이벤트에서, 랜덤하게 정렬된 네트워크에서는, 임의의 균열 전파가 약 100 nm일 수도 있는 일반적인 치수의 세공(pore)을 이동한 후에 중단되고, 멤브레인은 무손상으로 유지된다.

네트워크는 3차원 다공성 네트워크를 포함할 수도 있다.

나노튜브들은 단일 벽형, 이중 벽형, 멀티 벽형, 및/또는 동축일 수도 있다. 동축 나노튜브들은 하나의 나노튜브가 다른 나노튜브 내에 배치되는 복합 나노튜브들이다. 내부 또는 코어 나노튜브는 외부 또는 캡핑 나노튜브와는 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. 이중 벽형 탄소 나노튜브들과 멀티 벽형 나노튜브들은 방출성이고 단일 벽형 나노튜브들은 자신들의 키랄성에 의존하여 방출성일 수도 있다. 방출성인 것은 펠리클의 작동 온도를 감소시키는데 도움이 될 수도 있다.

펠리클 멤브레인은 단일 유형의 나노튜브 또는 둘 이상의 유형들의 나노튜브를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 펠리클 멤브레인은 균질할 수도 있으며, 다시 말해서 나노튜브들의 모두는 동일한 재료로부터 만들어진다. 펠리클 멤브레인은 불균질일 수도 있으며, 다시 말해서 상이한 유형들의 나노튜브들이 펠리클 멤브레인을 형성하는데 사용될 수도 있다. 단일 유형의 나노튜브의 펠리클 멤브레인을 형성함으로써, 멤브레인의 물리적 성질들은 균일하다. 더 많은 유형들 중 두 개의 유형들의 나노튜브의 펠리클 멤브레인을 형성함으로써, 내식각성과 강도와 같은 재료들 중 각각의 재료의 상이한 특정 성질들을 갖는 이점을 가질 수도 있다.

멤브레인은 탄소, 질화붕소, 및/또는 전이 금속(transition metal) 칼코게나이드들을 포함할 수도 있다. 이들 재료들의 각각은 멤브레인이 만들어질 수도 있는 나노튜브들을 형성할 수 있다. 탄소 나노튜브들은 현존 펠리클들의 작동 온도를 훨씬 초과하는 높은 온도들까지 안정적이다. 질화붕소 나노튜브들은 또한 EUV 리소그래피 장치 내의 펠리클이 직면하는 온도들에서 열역학적으로(thermos-mechanically) 안정하고, 또한 약 900°까지 내산화성이다. 질화붕소 나노튜브들은 또한 전기적으로 절연되고 아크방전, 화학 기상 증착, 및 레이저 절제(ablation)와 같은 알려진 방법들에 의해 쉽사리 합성될 수 있다.

전이 금속은 Mo, W, Sb, 또는 Bi로부터 선택될 수도 있다. 이와 같이, 전이 금속(TM)은 Mo일 수도 있다. TM은 W일 수도 있다. TM은 Sb일 수도 있다. TM은 Bi일 수도 있다.

칼코게나이드는 S, Se, 또는 Te로부터 선택될 수도 있다. 이와 같이, 칼코게나이드는 S일 수도 있다. 칼코게나이드는 Se일 수도 있다. 칼코게나이드는 Te일 수도 있다.

예를 들어, 전이 금속 칼코게나이드는 이황화 텅스텐 또는 안티몬 텔루라이드일 수도 있다.

나노튜브들의 적어도 일부는 캡핑 재료를 포함할 수도 있다. 캡핑 재료는 금속 산화물, 실리콘 산화물, 및 육방정계(hexagona) 질화붕소로부터 선택될 수도 있다. 이러한 캡핑 재료들은 나노튜브들을 손상으로부터 보호하는 역할을 할 수도 있다. 손상은 산화 또는 환원에 의해 발생할 수도 있다. 예를 들어, 나노튜브들이 탄소 나노튜브들인 경우, 그것들은 수소 이온들 및 라디칼들에 의한 공격에 취약할 수도 있다. 캡핑 재료가 이러한 수소 에칭에 내성이 있고 그러므로 펠리클의 수명을 연장시킬 수도 있다. 동작 중에 온도가 증가함에 따라 도입되는 열응력들을 피하기 위해 코어 재료 및 캡핑 재료의 열 팽창 계수들은 유사한 것이 중요하다. 캡핑 층의 열적 안정성, 산화에 대한 내성 및 수소 유도 탈기는 또한 캡핑 층을 선택할 때 중요한 고려사항들이다. 실리콘 산화물은 탄소 나노튜브들 및 질화붕소 나노튜브들에 특히 적합할 수도 있다. 육방정계 질화붕소는 탄소 나노튜브들에 특히 적합할 수도 있다.

금속 산화물의 금속은 알루미늄, 지르코늄, 이트륨, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴, 및 하프늄으로부터 선택될 수도 있다. 이들 금속 산화물들은 나노튜브들, 특히 탄소 나노튜브들 및 질화붕소 나노튜브들에 대한 캡핑 층으로서 역할을 하기 위한 적절한 물리적 및 화학적 성질들을 갖는 것으로 밝혀졌다.

육방정계 질화붕소 및 삼산화이알루미늄(dialuminiumtrioxide)이 캡핑 재료들로서의 특정 용도일 수도 있다. 산화 알루미늄은 알파 페이즈일 수도 있다. 산화 알루미늄이 산소의 존재로 인해 EUV 광을 흡수할 수도 있지만, 추가 산화(이미 산화된 상태에 있음)에 내성이 있고 또한 환원에 내성이 있다. 그것은 또한 퇴적되는 재료에 양호한 적합성(conformity)으로 적용될 수 있다. 이는 무정형 상태로 퇴적되는 약 150~350℃의 적당한 온도들에서 퇴적될 수도 있다. 무정형 산화 알루미늄은 그 뒤에 커런덤(corundum)(알파) 상태로 결정화되기 위해 약 1115°의 온도에서 어닐링될 수도 있다. 어닐링은 또한 펠리클 멤브레인에서의 결함들의 수를 증가시킬 수도 있다.

펠리클 멤브레인은 동축 나노튜브들을 포함할 수도 있다. 동축 나노튜브들은 내수소성 나노튜브 내에 탄소 나노튜브 코어를 포함할 수도 있다. 하나의 나노튜브를 다른 것 내에 가짐으로써, 그 나노튜브들은 가열에 의해 야기되는 더 낮은 열역학 응력들을 경험한다. 외부 나노튜브가 내부 나노튜브에 연결되지 않거나 또는 약하게 연결되기 때문에, 매우 상이한 열 팽창 계수들을 갖는 재료들이라도, 더 다양한 재료들을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같이, 내부 나노튜브는 강도를 위해 선택될 수도 있고 외부 나노튜브는 내식각성을 위해 선택될 수도 있다. 이런 식으로, 이러한 동축 나노튜브들을 포함하는 펠리클 멤브레인은 높은 강도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성을 나타낼 수도 있다. 이와 같이, 나노튜브들을 형성할 수 있는 그리고 EUV 리소그래피 장치를 작동시키는 환경에 내성이 있는 임의의 캡핑 재료가 사용될 수도 있다.

동축 나노튜브는 질화붕소 나노튜브, 이황화 몰리브덴 또는 탄소 나노튜브 코어 주위의 황화텅스텐 셸을 포함할 수도 있다. 탄소 나노튜브 코어는 매우 강하고 매우 높은 온도들을 견딜 수 있다. 외부 나노튜브 재료는 작동 EUV 리소그래피 장치의 환경, 특히 수소 에칭에 내성이 있다. 이와 같이, 이러한 동축 나노튜브들을 포함하는 펠리클 멤브레인은 강하면서도 또한 수소 에칭에 내성이 있다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 본 발명의 제1, 제4, 제5, 제7, 또는 제9 양태들에 따른 리소그래피 장치가 제공된다.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 조절하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 펠리클 멤브레인을 전자기 복사로 가열함으로써 나노입자 오염 및/또는 비정질 탄소를 펠리클 멤브레인으로부터 선택적으로 제거하는 단계를 포함하며, 조절은 리소그래피 장치 외부에서 발생한다.

탄소 나노튜브(CNT) 멤브레인들은 CNT들의 합성 동안 촉매들로서 채용되었던 금속 함유 나노입자들을 포함할 수도 있다. CNT 멤브레인들에 존재하는 이러한 나노입자들 또는 그 잔유물들은 EUV 투과 손실들을 야기할 수도 있고 또한 레티클 오염의 위험을 도입할 수도 있다. 보통, 기체 에칭 종은 촉매 나노입자들을 촉매 활동을 향상시키기 위한 금속성 상태로 환원하기 위해 CNT 합성 동안 존재한다. 기체 에칭 종은 보통 수소 또는 암모니아로부터 도출된다. 에칭 종은 또한 형성되는 일부 비정질 탄소를 에칭한다. 그럼에도 불구하고, 일단 CNT 합성이 완료되면, 댕글링 결합들 또는 구조체에서의 원자들의 누락을 초래할 수도 있는 일부 비정질 탄소가 여전히 남아 있을 수 있다. 남아 있는 임의의 비정질 탄소뿐만 아니라 촉매 나노입자들을 제거하는 것이 바람직하다. 촉매 나노입자들은 철, 철 산화물들, 코발트, 니켈, 크롬, 몰리브덴 및/또는 팔라듐을 포함할 수도 있다.

탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 전자기 복사로 조명하는 것은 펠리클이 가열되게 한다. 얇은 CNT 멤브레인의 극히 낮은 흡착도와 비교되는 금속성 입자의 더 높은 흡착도로 인해, 바로 부근 of 금속성 나노입자 오염물들 뿐만 아니라 금속성 나노입자 오염물들 자체의 바로 부근은 조사(irradiation) 동안 가열된다. 이는 펠리클 멤브레인으로부터 금속성 나노입자 오염물들을 제거하는 것으로 밝혀졌다. 이 조절 단계는 리소그래피 장치 내부를 잠재적으로 오염시키는 것을 피하기 위하여 리소그래피 장치 외부에서 그리고 펠리클로서의 사용 전에 발생한다.

CNT 펠리클 멤브레인은 진공에서 또는 환원 환경에서 가열될 수도 있다. 탄소 나노튜브들의 산화를 피하기 위하여, 가열은 진공 내에서 수행될 수도 있다. 환원 환경을 이용하는 실시예들에서, 철 산화물들을 포함할 수도 있는 금속 함유 나노입자 오염물들은 금속성 형태로 환원된다. 추가적으로, 임의의 나머지 비정질 탄소가 제거된다. 더욱이, CNT들의 결정도가 증가된다.

환원 환경은 수소 환경일 수도 있다. 암모니아는 환원 환경을 생성하기 위해 부가적으로 또는 대안적으로 사용될 수도 있다.

다른 실시예들에서, 금속성 촉매 나노입자들과 반응하는 가스들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 탄소 산화물들, 산소 또는 다른 적합한 가스들이 저 에너지 광 조사 하에 휘발성 화합물들을 형성하기 위해 금속성 촉매와 반응할 수도 있다. 아마도 멤브레인에서 탄소와 산소를 반응시킴으로써 형성되는 탄소 산화물들은 광 유도 여기에 의해 제거될 수 있는 금속 카르보닐들을 형성하기 위해 금속에 결합될 수도 있다. 추가적으로, 비정질 탄소는 환원 환경에서 탄화수소들로서 비정질 탄소를 제거하는 것과 유사한 방식으로 탄소 산화물로서 제거될 수도 있다.

금속성 나노입자들에 의해 흡수되어 그것들을 가열될 수도 있는 임의의 파장의 광이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 적외선 또는 근적외선 파장, 이를테면 810 nm가 사용될 수도 있다. 사용되는 광의 파장은 약 700 nm 내지 약 1000 nm일 수도 있다. 이러한 파장들의 광은 쉽사리 제공되고 안전하고 사용하기 쉽다.

CNT 펠리클 멤브레인은 임의의 적합한 시간 동안 가열될 수도 있다. 적합한 시간이 50%를 초과하는 금속 함유 나노입자 오염물들이 제거되는 것이다. 실시예들에서, 적합한 시간이 60%를 초과하는, 70%를 초과하는, 80%를 초과하는, 또는 90%를 초과하는 나노입자 오염물들에 제거되는 것이다. 금속성 오염물들의 수는 주사 전자 현미경에 의해 쉽사리 결정될 수도 있어서, 원하는 비율의 금속성 나노입자들을 제거하는데 필요한 시간의 길이는 일상적으로 결정될 수 있다.

CNT 멤브레인은 최대 10 분 동안, 최대 5 분 동안 또는 최대 2 분 동안 가열될 수도 있다. CNT 멤브레인은 15초 동안, 30초 동안, 45초 동안, 60초 동안, 75초 동안, 또는 90초 동안 가열될 수도 있다.

펠리클 멤브레인의 가열에 사용되는 전자기 복사는 저 전력일 수도 있다. 이와 같이, 그 전력은 20 W/cm² 미만, 15 W/cm² 미만, 10 W/cm² 미만, 또는 5 W/cm² 미만일 수도 있다. 그 전력은 약 3 W/cm², 2 W/cm², 1 W/cm², 또는 0.5 W/cm²일 수도 있다. 이러한 저 전력들은 나노입자들 및/또는 비정질 탄소가 제거되는 것을 허용하면서도 또한 펠리클 멤브레인에 대한 손상을 야기할 위험을 회피한다.

하나의 실시예에 관련하여 설명되는 특징부들은 다른 실시예에 관련하여 설명되는 특징부들과 결합될 수도 있고 이러한 모든 조합들은 본 개시에서 명시적으로 고려되고 개시된다.

본 발명의 실시예들은 이제 해당 참조 기호들이 해당 부분들을 나타내는 첨부 개략도들을 참조하여 예로서만 설명될 것이고, 그 도면들 중:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 묘사하며;
도 2는 캡핑 층을 포함하는 탄소 나노튜브들의 번들을 포함하는 종래 기술 펠리클 멤브레인의 개략도를 묘사하며;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 펠리클 멤브레인의 개략도이며;
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 펠리클 멤브레인의 개략도이며;
도 5는 전기적으로 바이어스된 펠리클/레티클을 포함하는 리소그래피 장치의 개략도를 묘사하며;
도 6은 전기적으로 바이어스된 펠리클/레티클 마스킹 유닛을 포함하는 리소그래피 장치의 개략도를 묘사하며;
도 7a 및 도 7b는 전기적으로 바이어스된 레티클 마스킹 유닛 블레이드들을 포함하는 리소그래피 장치의 개략도를 묘사하며;
도 8은 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인의 에칭에 수반되는 주요 과정들의 개략도를 묘사하며;
도 9는 레티클 미니 환경과 EUV 방사, 수소 이온들 및 수소 라디칼들의 대략적인 범위를 묘사하며;
도 10은 본 발명의 일 실시예를 묘사하며;
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예를 묘사하며;
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 방법들의 실시예들을 묘사하며;
도 13은 에어로겔 층들을 포함하는 본 발명에 따른 펠리클 멤브레인을 통한 개략적인 단면도를 묘사하며;
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따라 조절되기 전(도 14a) 및 후(도 14b)의 동일한 CNT 멤브레인의 스캐닝 주사 현미경 이미지들을 묘사하며;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 조절되기 전 및 후의 CNT 멤브레인의 라만(Raman) 스펙트럼들을 묘사하며; 그리고
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 조절되기 전 및 후의 CNT 멤브레인의 FTIR 스펙트럼들을 묘사한다.
본 발명의 특징부들 및 장점들은 유사한 참조 문자들이 전체에 걸쳐 해당 엘리먼트들을 식별하는 도면들과 연계하여 취해질 때 아래에서 언급되는 상세한 설명로부터 더 명확하게 될 것이다. 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 펠리클(15)(멤브레인 어셈블리이라고도 함)을 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다. 리소그래피 시스템은 방사 소스(SO)와 리소그래피 장치(LA)를 포함한다. 방사 소스(SO)는 극자외선(EUV) 방사 빔(B)을 생성하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예컨대, 마스크)를 지지하도록 구성되는 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 조건 방사 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에 그 빔을 조절하도록 구성된다. 투영 시스템은 방사 빔(B)(이제 마스크(MA)에 의해 패터닝됨)을 기판(W)에 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 이전에 형성된 패턴들을 포함할 수도 있다. 이것이 그 사례인 경우, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사 빔(B)을 기판(W) 상에 이전에 형성된 패턴과 정렬시킨다. 이 실시예에서, 펠리클(15)은 방사 경로에서 묘사되고 패터닝 디바이스(MA)를 보호한다. 펠리클(15)은 임의의 요구된 위치에 위치될 수도 있고 리소그래피 장치에서 거울들 중 임의의 것을 보호하는데 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

방사 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)은 그것들이 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 모두가 구축되고 배열될 수도 있다. 대기압 미만의 압력에서의 가스(예컨대, 수소)가 방사 소스(SO)에 제공될 수도 있다. 진공이 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수도 있다. 대기압보다 훨씬 낮은 압력에서의 적은 양의 가스(예컨대, 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수도 있다.

도 1에 도시된 방사 소스(SO)는 레이저에 의해 생성된 플라즈마(laser produced plasma)(LPP) 소스라고 지칭될 수도 있는 유형이다. 예를 들어 CO₂ 레이저일 수도 있는 레이저가 연료 방출기로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료에 레이저 빔을 통해 에너지를 디포짓하도록 배열된다. 주석이 다음의 설명에서 언급되지만, 임의의 적합한 연료가 사용될 수도 있다. 그 연료는 예를 들어 액체 형태일 수도 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수도 있다. 연료 방출기는 주석을, 예컨대, 액적들의 형태로, 플라즈마 형성 영역을 향하는 궤적을 따라 진행시키도록 구성되는 노즐을 포함할 수도 있다. 레이저 빔은 플라즈마 형성 영역에서 주석에 입사된다. 레이저 에너지의 주석 안으로의 디포짓이 플라즈마 형성 영역에서 플라즈마를 생성한다. EUV 방사를 포함하는 방사가, 플라즈마의 이온들의 탈여기 및 재결합 동안 플라즈마로부터 방출된다.

EUV 방사는 거의 수직 입사 방사 수집기(때때로 더 일반적으로는 수직 입사 방사 수집기라고 함)에 의해 수집되고 집속된다. 수집기는 EUV 방사(예컨대, 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 갖는 EUV 방사)를 반사하도록 배열되는 다층 구조를 가질 수도 있다. 수집기는 두 개의 타원 초점들을 갖는 타원형 구성을 가질 수도 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 제1 초점이 플라즈마 형성 영역에 있을 수도 있고, 제2 초점이 중간 초점에 있을 수도 있다.

레이저는 방사 소스(SO)로부터 분리될 수도 있다. 이것이 그 사례인 경우, 레이저 빔은, 예를 들어, 적합한 지향 거울들 및/또는 빔 확장기, 및/또는 다른 광학계를 포함하는 빔 전달 시스템(도시되지 않음)의 도움으로 레이저에서부터 방사 소스(SO)로 통과될 수도 있다. 레이저 및 방사 소스(SO)는 함께 방사 시스템인 것으로 간주될 수도 있다.

수집기에 의해 반사된 방사는 방사 빔(B)을 형성한다. 방사 빔(B)은 조명 시스템(IL)을 위한 가상 방사 소스로서 역할을 하는, 플라즈마 형성 영역의 이미지를 형성하기 위한 지점에 집속된다. 방사 빔(B)이 집속되는 지점은 중간 초점이라고 지칭될 수도 있다. 방사 소스(SO)는 방사 소스의 에워싸는 구조체에서의 개구에 또는 그 개구 근처에 중간 초점이 위치되도록 배열된다.

방사 빔(B)은 방사 소스(SO)로부터 조명 시스템(IL)으로 통과하며, 그 조명 시스템은 방사 빔을 조절하도록 구성된다. 조명 시스템(IL)은 패싯(facetted) 필드 거울 디바이스(10)와 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)를 포함할 수도 있다. 패싯 필드 거울 디바이스(10)와 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 갖는 방사 빔(B)을 제공한다. 방사 빔(B)은 조명 시스템(IL)에서 통과하고, 지지 구조체(MT)에 의해 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에 입사된다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)에 추가적으로 또는 그것들 대신에 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수도 있다.

패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사에 뒤이어 패터닝된 방사 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 진입한다. 투영 시스템은 방사 빔(B)을 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W)에 투영하도록 구성되는 복수의 거울들(13, 14)을 포함한다. 투영 시스템(PS)은 감소 계수(reduction factor)를 방사 빔에 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상에 해당 특징부들보다 작은 특징부들로 이미지를 형성할 수도 있다. 예를 들어 4의 감소 계수가 적용될 수도 있다. 투영 시스템(PS)이 도 1에서 두 개의 거울들(13, 14)을 갖지만, 투영 시스템은 임의의 수의 거울들(예컨대, 여섯 개의 거울들)을 포함할 수도 있다.

도 1에 도시된 방사 소스들(SO)은 예시되지 않은 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 스펙트럼 필터가 방사 소스에 제공될 수도 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사에 대해 실질적으로 투과성일 수도 있지만 적외선 방사와 같은 다른 파장들의 방사를 실질적으로 차단할 수도 있다.

일 실시예에서 멤브레인 어셈블리(15)는 EUV 리소그래피용 패터닝 디바이스(MA)를 위한 펠리클이다. 본 발명의 멤브레인 어셈블리(15)는 동적 가스 락을 위해 또는 펠리클을 위해 또는 다른 목적으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서 멤브레인 어셈블리(15)는 입사 EUV 방사의 적어도 90%를 투과하도록 구성되는 적어도 하나의 멤브레인 층으로 형성된 멤브레인을 포함한다. 최대화된 EUV 투과 및 이미징 성능에 대한 최소화된 영향을 보장하기 위하여 멤브레인이 경계에서만 지원되는 것이 바람직하다.

패터닝 디바이스(MA)가 보호되지 않고 남아 있으면, 오염은 패터닝 디바이스(MA)가 세척되거나 또는 버려지는 것을 요구할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)를 세척하는 것은 귀중한 제조 시간을 방해하고 패터닝 디바이스(MA)를 버리는 것은 많은 비용이 든다. 패터닝 디바이스(MA)를 교체하는 것은 또한 귀중한 제조 시간을 방해한다.

도 2는 탄소 나노튜브들이 캡핑 층(101)을 포함하는 탄소 나노튜브들의 번들(100)의 개략적 묘사이다. 탄소 나노튜브들의 전형적인 직경은 약 2 내지 약 30 nm이고 캡핑 층(101)의 두께(h)는 일반적으로 약 10 nm 미만, 통상적으로 약 1 nm이다. 캡핑 층이 매우 얇음에도 불구하고, 공형 코팅을 포함하는 펠리클 멤브레인의 투과율은 언캡 나노튜브들을 포함하는 펠리클 멤브레인과 비교하여 감소된다. 추가적으로, 위에서 언급된 바와 같이, 얇은 층이 탈습윤의 경향이 있을 수도 있다. 추가적으로, 위에서 언급된 바와 같이 나노튜브들의 캡핑은 펠리클 EUV 산란을 견딜 수 없게 할 수도 있다. 나노튜브들의 번들은 펠리클 멤브레인을 포함할 수도 있다. 펠리클 멤브레인은 펠리클 멤브레인을 지원하는 프레임에 부착될 수도 있다.

도 3a는 탄소 나노튜브들의 외부 표면이 나노입자들(103)로 장식되는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브들의 번들(102)의 개략적 묘사이다. 나노입자들의 직경은 D_np로서 표시된다. 나노입자들의 직경은 임의의 적합한 방법에 의해 측정될 수도 있다. 바람직하게는, 그 직경은 TEM(Transmission Electron Microscopy)에 의해 측정된다. 나노입자들은 직경이 최대 직경부터 최소 직경까지의 범위일 수도 있다. 입자들의 사이즈들은 반드시 동일할 필요는 없지만, 나노입자들이 좁은 사이즈 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 좁은 사이즈 범위들은 ± 15 nm, ± 10 nm 또는 ±5 nm를 포함할 수도 있다. 제조 한계들로 인해, 일부 나노입자들은 허용오차들을 벗어날 수도 있다는 것이 이해될 것이다. L_np라는 용어는 인접한 또는 이웃하는 나노입자들 사이의 거리를 나타내는데 사용된다. 이는 동일한 나노튜브 상의 나노입자 또는 상이한 나노튜브 상의 나노입자일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 3b는 어떻게 흡착된 원자 수소의 존재와 수소 이온들에 의한 탄소-탄소 결합들의 깨짐에 의해 탄소 나노튜브가 약화될 수도 있는지를 개략적으로 묘사한다. 수소 라디칼들 H*은 탄소 나노튜브들의 표면에 흡착하고 나노입자에 도달하기까지 나노튜브를 따라 이동할 수 있다. 수소 라디칼들의 분자 수소로의 재결합 속도가 탄소 나노튜브에서보다 나노입자에서 더 빠르기 때문에, 탄소 나노튜브 상의 다른 곳보다 나노입자에서 분자 수소 생성 속도가 더 빠르며, 그래서 흡착된 원자 수소는 제거되고 그래서 흡착된 원자 수소의 농도는 제거되어 깨진 탄소-탄소 결합이 부동태화될 가능성이 적게 한다. 그 반면, 나노입자에 의해 보호되지 않는 영역들에서, 흡착된 수소 라디칼들은 쉽사리 재결합되지 않고 그래서 탄소-탄소 결합이 수소 이온에 의해 깨질 때, 이는 결합의 부동태화를 초래하고 궁극적으로 나노튜브로부터의 탄화수소의 방출은 나노튜브에 손상을 초래할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 3a 및 도 3b의 것과 유사하지만 나노입자들이 나노튜브들 내에 배치되는 일 실시예를 묘사한다. 도 3a 및 도 3b에서와 같이, 나노입자들(106)이 탄소 나노튜브들 내에 있는 탄소 나노튜브들(107)의 번들(105)이 묘사된다. 일부 실시예들은 나노튜브들 내부 및 외부 둘 다에 배치되는 나노입자들을 가질 수도 있다는 것이 이해될 것이다. W_np는 나노입자들의 직경이고 U_np는 인접한 또는 이웃하는 나노입자들 사이의 거리이다. 도 3b에서와 같이, 흡착된 원자 수소는 나노튜브들을 따라 이동할 수 있으며 나노튜브 내에서 분자 수소에 재결합된 다음 나노튜브로부터 탈리될 수 있다. 나노튜브 내부에 있음에도, 나노입자는 원자 수소의 재결합을 여전히 증가시킴으로써 에칭으로부터 나노튜브를 보호한다.

도 5는 기준(fiducial) 마커들(111 및 112)을 갖는 클램프(110)에 의해 척(109)에 장착된 패터닝된 레티클(108)을 묘사한다. 레티클(108)은 펠리클(131)에 의해 덮인다. 펠리클은 본 발명에 따른 펠리클 또는 다른 유형의 펠리클일 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 펠리클(131)은 부동적 펠리클을 형성하기 위해 옵션적 절연 구조체(120)를 통해 레티클에 연결될 수도 있다. 펠리클(131)은 커넥터(121)를 통해 버이어스된 전극에 연결된다. 레티클 앞측 품질 영역(132)은 커넥터(122)를 통해 다른 바이어스된 전극에 연결된다. 레티클 마스킹 블레이드들(REMA 블레이드들)(151 및 152)과 균일성 정정 모듈(UNICOM)(180)이 레티클(108)의 조명을 EUV 방사(200)로 정의한다. REMA 블레이드들 및 UNICOM은 실제 EUV 리소그래피 장치들에서 사용되고 추가적인 컨텍스트를 위해 포함된다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 이들 특징부들 없이 실시될 수도 있다. 펠리클(131)과 레티클(108) 사이의 바이어스는 이온들을 편향시키며, 그 이온들은 펠리클(131)과 레티클(108) 사이의 가스를 이온화함으로써 생성되며 그리고/또는 펠리클과 REMA 블레이드들(151, 152) 사이의 체적에서부터 펠리클(131)의 세공들을 통한 확산에 의해 전달되고 펠리클(131)에서부터 멀어져 레티클(108)을 향한다. 이는 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인일 수도 있는 펠리클 멤브레인의 에칭을 감소시킨다.

도 6은 , UNICOM(180)이 REMA 블레이드들과는 유사한 또는 필적하는 전위도 제공받을 수도 있는 전기 바이어스가 펠리클(131)과 REMA 블레이드들(151, 152) 사이에 제공되는 배열을 묘사한다. 도 5의 배열에서와 같이, 펠리클(131)는 커넥터(121)를 통해 전극에 연결된다. 옵션적으로, 펠리클은 부동적인 채로 있을 수도 있고, 그래서 커넥터(121)는 생략될 수도 있다. REMA 블레이드들(151, 152) 전위는 음이다. 사용 시, 바이어스는 펠리클과 전극 사이 뿐 아니라, EUV 플라즈마 자체(대부분 EUV 콘 내에 포함됨)와 전극 사이에도 도입될 수도 있다. 통상적으로, 플라즈마 전위는 가장 가장 가까운 전극(이는 일반적으로 접지된 진공 베셀 벽)에 대해 다소 양(+5 ....+25 V)이며, 따라서, 절대 음전위 전극들(예를 들어 REMA 블레이드들 또는 UNICOM 또는 Y 노즐)을 도입함으로써, 플라즈마로부터 양의 이온들을 추출하고 그것들을 (부동적인(floating) 또는 바이어스된) 펠리클로부터 멀어지게 재지향시키는 것이 가능하다.

도 7a 및 도 7b는 전기 바이어스가 REMA 블레이드들(151, 152) 사이에 제공되는 배열을 묘사한다. 도 7b에서 가장 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 큰 REMA 블레이드(151)와 작은 REMA 블레이드(152)가 있다. 바람직하게는, 큰 REMA 블레이드(151)는 부동적 펠리클의 가능한 용량성(음의) 바이어싱을 줄이기 위하여 접지된 진공 베셀에 대해 작은 REMA 블레이드(152)보다 덜 음으로 바이어스된다.

도 8은 탄소 나노튜브들의 에칭에 수반되는 주요 과정들을 묘사한다. 화살표 301은 H₂의 회합 탈리(associative desorption)에 의한 흡착된 원자 수소의 제거를 묘사한다. 흡착된 원자 수소의 이동(수소 라디칼 호핑으로서도 알려짐)은 화살표 302에 의해 도시된다. 수소 라디칼들의 흡착은 화살표 300로서 묘사되고 수소 라디칼들의 탈리는 화살표 303에 의해 묘사된다. 수소 이온들에 의한 탄소-탄소 결합들의 쪼개짐은 라인 304에 의해 묘사된다. 묘사된 다양한 과정들 중, 수소 라디칼 탈리(303)는 최대 연관 에너지 장벽을 가지며, 다른 과정들은 더 낮은 에너지 장벽들을 갖는다. 이와 같이, 펠리클을 가열함으로써, 최고 에너지 장벽을 갖는 과정, 즉 원자 수소 탈리가 가장 가속화된다. 이와 같이, 모든 과정들이 가속화될 수도 있지만, 원자 수소의 탈리는 다른 과정들보다 가속화된다. 추가적으로, 수소 이온들을 수반하는 과정(304)이 들어오는 수소 이온의 에너지에 관련되고, 그래서 펠리클 온도에 덜 의존적이다(또는 전혀 의존적이지 않다).

도 9는 레티클(430)을 둘러싸는 레티클 미니 환경(RME)을 묘사하고 EUV 방사 빔의 대략적인 범위(W_EUV), 메인 수소 이온 플럭스의 범위(W_ion), 및 메인 수소 라디칼 플럭스의 폭(W_radical)을 도시한다. 이들 영역들을 묘사하는 콘들은 예시 목적으로 그리고 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이 이해될 것이다. 펠리클(401)은 옵션적인 만곡부들(402)을 통해 레티클(400)에 지지된다. EUV 콘(420)은 RME 내에서 상이한 도달거리(reach)들을 갖는 라디칼들 및 이온들을 생성한다. 통상적으로, 레티클 마스킹 유닛 블레이드들(411 및 410) 사이의 거리는 EUV 방사 빔의 폭(W_EUV)과 유사하다. 통상적으로, 펠리클의 가장 뜨거운 영역은 다공성 탄소 나노튜브 멤브레인의 유한한 열전도율로 인해 W_EUV보다 약간(예를 들어 수 밀리미터)만 더 크다. 수소 이온들이 표면과의 한 번의 충돌 후 재결합하기 때문에, 이온들의 도달거리(W_ion)는 레티클 마스킹 유닛 블레이드들과 펠리클(401) 사이의 거리(H_rema)의 약 2 내지 4 배 더하기 W_EUV와 유사하다. H_rema는 통상적으로 약 2 내지 5 mm이다. 한편, 라디칼들이 표면과의 다수의 충돌들에서 살아남을 수 있기 때문에, 그것들의 도달거리(W_radical)는 훨씬 더 크고 펠리클의 사이즈와 유사할 수도 있다. 이와 같이, 이온 및 라디칼 플럭스 둘 다의 영향을 받는 영역은 펠리클의 표면 전체가 아니다. 결과적으로 이 중첩 영역만이 에칭을 느리게 하기 위하여 흡착된 수소 라디칼들의 농도를 낮추기 위하여 가열될 수도 있다.

도 10은 레이저들이 펠리클 멤브레인에 추가적인 가열을 공급하기 위해 사용되는 본 발명의 일 실시예를 묘사한다. 묘사된 바와 같이, 레이저 빔들(510 및 520)이 제공된다. 본 발명은 두 개의 레이저 빔들만으로 제한되지 않고 더 적거나 또는 더 많은 레이저 범들이 요구되는 대로 사용될 수있다는 것이 이해될 것이다. 묘사된 예에서, 각각의 레이저 빔은 레이저 빔을 펠리클로 진행시키는 연관된 광학 엘리먼트(510, 521)를 갖는다. 대략적인 추가적인 가열된 영역의 폭은 W_ext.heat로서 도시된다. 레이저 광의 가열 효과는 최고 이온 플럭스의 영역에서 흡착된 라디칼 농도를 억제하여 에치 속도를 감소시킨다. 선택적인 가열은 레티클에 대한 전체 열 부하를 제한한다. 임의의 적합한 레이저 전력이 선택될 수도 있으며, 예를 들어 요구된 추가적인 가열을 제공하기 위하여 0.1 내지 10 w/cm² 사이의 흡수된 에너지를 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 투과된 방사(512, 522) 전력(레티클로 진행됨)은 입사 전력의 일부(예를 들어 약 5 내지 50%)인 것으로 추정되고 뜨거운 펠리클로부터의 IR 방사와 동일한 방식으로 레티클에 의해 거의 완전히 반사되며, 따라서 이는 레티클에 대한 용인가능 열 부하이다.

도 11a 및 도 11b는 저항성 가열을 포함하는 본 발명의 일 실시예를 묘사한다. 전류원(600)이 접촉들(601, 602) 및/또는 척 또는 클램프에 통합된 와이어들을 통해 펠리클(401)에 연결된다. 펠리클 필름(620) 내의 전류(640)는 펠리클 프레임(610) 상의 고 도전율 스트립들(630)의 준비에 의해 실질적으로 균일하게 만들어질 수 있고 그 전류는 이러한 스트립들에 제공된다. 도전성 스트립들(630)은 그 전류를 최고 수소 이온 플럭스의 영향을 받는 펠리클 멤브레인의 부분들에 분배하도록 구성될 수도 있다.

도 12a 및 도 12b는 펠리클 멤브레인들의 재생성, 조절, 및/또는 치유 방법들에 관련한 개략적 흐름도들을 묘사한다. 먼저 도 12a를 참조하면, 제조 후, 펠리클 멤브레인은 진공 또는 환원성 어닐링 단계(701)를 겪는다. 이는 느슨하게 결합된 비정질 탄소 퇴적물들 및 다른 오염물들, 이를테면 남아있는 시드 나노입자들을 탄소 나노튜브 성장 과정에서 제거한다. 펠리클 멤브레인은 그 다음에 탄화수소 함유 분위기에서 반응성 어닐링 과정(702)을 겪는다. 탄화수소는 임의의 탄화수소일 수도 있지만, 짧은 사슬(C1-4) 탄화수소, 이를테면 메테인, 에탄, 프로판, 또는 뷰테인을 사용하는 것이 바람직하다. 탄화수소는 포화 또는 불포화일 수도 있다. 불포화 탄화수소들, 이를테면 에텐 또는 에틴은 그것들의 더 높은 탄소:수소 비율로 인해 바람직하다. 반응성 어닐링 단계(702)에 뒤이어, 펠리클 멤브레인은 루트(705)를 통해 다시 진공 또는 환원성 어닐링(701)을 받을 수도 있다. 스캐너(704)에서의 사용 전에, 펠리클 멤브레인은 스캐너 환경에서의 노출들 동안 일시적인 영향들을 피하기 위하여 진공 어닐링 단계(703)를 겪는다. 이러한 일시적인 영향들은 리소그래피 장치 내의 스캐너 환경에서 EUV 방사 및 수소 이온들 및 라디칼들에 대한 노출에 뒤따르는 펠리클 멤브레인의 EUV 투과율에서의 변화를 포함한다. 다른 방법에서, 화살표 706에 의해 표시된 바와 같이, 펠리클 멤브레인은 반응성 어닐링을 겪는 일 없이 스캐너에서 사용될 수도 있다.

도 12b는 리소그래피 장치의 스캐너 환경에 노출된 펠리클 멤브레인들의 재생성, 조절, 및/또는 치유의 방법들에 관련한 개략적인 흐름도를 묘사한다. 펠리클 멤브레인이 리소그래피 장치 내의 고도로 환원성 분위기에 이미 노출될 것이기 때문에, 환원성 어닐링 단계에서 펠리클을 추가로 어닐할 필요는 없다. 추가적으로, 펠리클 멤브레인은 사용 중에 손상될 수도 있고 그래서 임의의 손상을 복구할 필요가 있을 것이며, 이는 탄화수소 분위기에서 반응성 어닐링에 의해 달성된다. 반응성 어닐링(702) 후, 펠리클 멤브레인은 진공 또는 환원성 어닐링(701)을 받을 수도 있다. 이는 반복될 수도 있다. 일단 펠리클 멤브레인이 충분히 복구되면, 이는 리소그래피 장치에서 다시 사용될 수도 있다(704).

도 13은 각각의 면에 에어로겔 층(801)을 갖는 펠리클 멤브레인 층(800)을 포함하는 펠리클 멤브레인을 통해 단면을 묘사한다. 일부 실시예들에서, 에어로겔 층(801)은 하나의 면에만 제공된다는 것이 이해될 것이다. 에어로겔 층(800)은 수소 플라즈마에 의한 에칭으로부터 밑에 있는 펠리클 멤브레인 층(800)을 보호할 수 있다. 리소그래피 장치의 다른 광학 엘리먼트들가 에어로겔에 의해 유사하게 보호될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

도 14a 및 도 14b는 동일한 CNT 멤브레인의 영역들의 주사형 전자 현미경 이미지들이다. 도 14a에서, CNT 멤브레인은 본 발명의 제9 양태의 방법에 따라 아직 조절되지 않았다. 나노입자 오염물들은 CNT 멤브레인에 걸쳐 분포된 흰색 점들로서 명확하게 보일 수 있다. 도 14b는 조절된 후의 동일한 CNT 멤브레인을 묘사한다. 특히, CNT 멤브레인은 810 nm 방사에 대한 노출에 의해 조절되었다. 알 수 있는 바와 같이, 나노입자 오염물들의 수는 크게 감소되었다.

도 15는 비조절된 CNT 멤브레인 및 본 발명의 제9 양태에 따라 조절된 CNT 멤브레인의 라만 스펙트럼들을 묘사한다. 두 개의 피크들이 관찰된다. 약 1350 cm^-1에서의 첫 번째 피크는 깨끗한(pristine)(비조절된) CNT 멤브레인에 관련한 라인을 조절된 CNT에 관련한 라인보다 높은 것으로 보여준다. 이 라만 시프트에서, 더 높은 라인은 더 큰 정도 또는 양의 결함들을 나타내며, 이는 결함 CNT들, 비정질 탄소, 또는 둘 다의 존재를 나타낸다. CNT 펠리클 멤브레인을 조절함으로써, 결함들, 비정질 탄소, 또는 둘 다의 양은 감소된다. 약 1580 cm^-1에서의 피크는 조절된 CNT 펠리클 멤브레인에 관련한 라인을 비조절된 CNT 펠리클 멤브레인에 관련한 라인보다 더 높은 것으로 보여준다. 약 1580 cm^-1에서의 피크는 결정질 탄소의 양에 관련되며, 이는 조절된 CNT 펠리클 멤브레인이 비조절된 CNT 펠리클 멤브레인보다 많은 양의 결정질 탄소를 갖는다는 것을 입증한다.

도 16은 CNT 펠리클 멤브레인의 조절된 및 비조절된 영역들로부터 획득된 FTIR 스펙트럼들을 묘사한다. 깨끗한(비조절된) CNT 펠리클 멤브레인으로부터 획득된 스펙트럼은 약 2.5 미크론에서 더 낮은 피크를, 약 4 미크론에서 유사한 흡착을, 그리고 일반적으로 4 미크론 위의 파장들에서 더 높은 흡착을 보여준다. 그 반면, 조절된(조사된) CNT 펠리클 멤브레인은 2.5 미크론에서 훨씬 더 높은 흡착 피크를 가지고, 그 다음에 4 미크론 위의 파장들에서 일반적으로 더 낮은 흡착을 갖는다. 2.5 미크론에서의 명확한 피크는 조절 후에 CNT 멤브레인의 더 높은 결정질 품질을 추가로 나타낸다.

본 발명의 다양한 양태들이 제공되거나 또는 조합될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 전기 바이어싱을 포함하는 실시예들은 본 개시에서 설명되는 펠리클 멤브레인들과 조합하여 또는 다른 유형들의 펠리클 멤브레인과 조합하여 사용될 수도 있다. 펠리클을 재생성하는 방법은 전기 바이어싱하는 방법과 조합하여 사용될 수도 있고, 본 개시에서 설명되는 펠리클 멤브레인 또는 다른 유형의 펠리클 멤브레인을 사용하는 것을 더 포함할 수도 있다.

특정 언급들이 IC들의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대해 이 텍스트에서 이루어질 수도 있지만, 본 개시에서 설명되는 리소그래피 장치는 통합된 광학 시스템들의 제조, 자성 도메인 메모리들에 대한 안내 및 검출 패턴들, 평판 디스플레이들, 액정 디스플레이들(LCD들), 박막 자기 헤드들 등과 같은 다른 애플리케이션들을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시에서 언급되는 기판은 예를 들어 트랙(통상적으로 레지스트의 층을 기판에 도포하고 노출된 레지스트를 현상하는 도구), 계측 도구 및/또는 검사 도구에서 노출 전 또는 후에 가공될 수도 있다. 적용 가능한 경우, 본원에서의 개시내용은 이러한 및 다른 기판 가공 도구들에 적용될 수도 있다. 게다가, 기판은, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여, 한 번 넘게 가공될 수도 있어서, 본 명세서에서 사용되는 기판이라는 용어는 다수의 가공된 층들을 이미 포함하는 기판을 또한 지칭할 수도 있다.

본 발명의 특정 실시예들이 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 다양한 층들은 동일한 기능을 수행하는 다른 층들에 의해 대체될 수도 있다.

위에서 설명된 프로세스들은 예시적인 것으로 의도되고 제한하는 것은 아니다. 따라서, 아래에 기재된 청구항들 및 항(clause)들의 범위로부터 벗어남 없이 설명되는 바와 같이 본 발명에 대해 수정들이 이루어질 수도 있다는 것이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

1. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서, 언캡 탄소 나노튜브들을 포함하는, 펠리클 멤브레인.

2. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서, 복수의 나노입자들을 더 포함하며, 옵션적으로 상기 나노입자들은 복합 나노입자들인, 펠리클 멤브레인.

3. 제2항에 있어서, 나노입자들은 탄소 나노튜브들에 연관되는, 펠리클 멤브레인.

4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 나노입자들은 탄소 나노튜브들의 표면 상에 배치되거나, 또는 탄소 나노튜브들 내에 배치되거나, 또는 나노튜브들의 표면 상에 그리고 나노튜브들 내에 배치되는, 펠리클 멤브레인.

5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 나노튜브들은 가스 투과성 메시를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 나노튜브들은 단일 벽 나노튜브들, 멀티 벽 나노튜브들, 및 그 조합들로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들의 직경은 약 1 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 1 nm 내지 약 25 nm인, 펠리클 멤브레인.

8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들의 직경은 해당 레티클의 패턴의 임계 치수의 절반 미만인, 펠리클 멤브레인.

9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경보다 큰, 펠리클 멤브레인.

10. 제9항에 있어서, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경의 약 1 내지 약 50 배인, 펠리클 멤브레인.

11. 제9항에 있어서, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 나노입자들의 직경의 10배 이상인, 펠리클 멤브레인.

12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들은 나노튜브들보다 수소에 대해 높은 재결합 계수를 갖는 재료를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

13. 제12항에 있어서, 나노입자들의 재결합 계수는 약 0.1 내지 약 1인, 펠리클 멤브레인.

14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들을 포함하는 재료는 금속, 금속 산화물, 도핑된 금속, 합금, 또는 그 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들을 포함하는 재료는 Nb, Mo, Zr, Y, Ru, Rh, Pt, Pd, W, Cr, Ni, Fe, Co, Ag, Au, 및 그 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

16. 제14항 또는 제15에 있어서, 나노입자들은 O, N, B, Si, C, H, S, P, Cl, 및 그 조합들을 추가적으로 포함하는, 펠리클 멤브레인.

17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 나노입자들의 표면 밀도는 제곱 미크론 당 약 500 개 입자들보다 큰, 바람직하게는 제곱 미크론 당 약 1000 개 입자들보다 큰, 펠리클 멤브레인.

18. 제1항 또는 제3항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들은 부동태화되는, 바람직하게는 화학적으로 부동태화되는, 펠리클 멤브레인.

19. 제18항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들은 나노튜브들의 표면에 대한 화학종의 화학흡착에 의해 부동태화된, 펠리클 멤브레인.

20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들은 질화, 산화, 또는 할로겐화에 의해, 또는 나노튜브들의 표면에의 스트론튬, 붕소, 베릴륨 및/또는 실리콘의 추가에 의해 부동태화된, 펠리클 멤브레인.

21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들의 표면은 의도적으로 수소화되지 않은, 펠리클 멤브레인.

22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들은 플루오르화 또는 염소화에 의해 부동태화되는, 펠리클 멤브레인.

23. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서, 언캡 탄소 나노튜브들을 포함하며, 언캡 탄소 나노튜브들의 표면의 적어도 부분은 화학적으로 부동태화되는, 바람직하게는, 화학적 부동태화는 질화, 산화, 및/또는 할로겐화를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

24. 제23항에 있어서, 언캡 탄소 나노튜브들은 탄소 외의 원자들로 도핑되며, 옵션적으로 탄소 외의 원자들은 질소, 붕소, 및/또는 실리콘인, 펠리클 멤브레인.

25. 펠리클 멤브레인을 재생성 및/또는 조절하는 방법으로서, 전구체 화합물을 분해하는 단계와 분해 산물들 중 적어도 일부를 펠리클 멤브레인 상에 퇴적하는 단계를 포함하는, 방법.

26. 제25항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인인, 방법.

27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 전구체는 탄화수소이며, 바람직하게는 탄화수소는 포화 또는 불포화 C1-4 탄화수소, 또는 고리 탄화수소(C5 이상), 또는 방향족 탄화수소(C6 이상), 옵션적으로 전구체는 O, N, B, P, S, Cl 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.

28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 전구체 화합물은 지속적으로 또는 간헐적으로 제공되는, 방법.

29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 전구체 화합물의 양이 펠리클 멤브레인의 에치 속도, 펠리클 멤브레인이 배치되는 리소그래피 장치의 작동 전력, 및 펠리클 멤브레인의 작동 수명 중 하나 이상에 의존하여 조절되는, 방법.

30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 펠리클 멤브레인을 향해 전구체 화합물을 진행시키는 단계를 포함하는, 방법.

31. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 조절 및/또는 수리하는 방법을 포함하며, 탄화수소 함유 분위기에서 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 어닐링하는 단계를 포함하는, 방법.

32. 제31항에 있어서, 어닐링하는 단계는 약 700 K 내지 약 900 K의 온도에서 일어나는, 방법.

33. 제25항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 진공 어닐링 단계를 포함하며, 옵션적으로 진공 어닐링 단계는 탄화수소 함유 분위기에서 펠리클 멤브레인을 어닐링하는 단계 전 및/또는 후인, 방법.

34. 제25항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 환원성 어닐링 단계를 포함하며, 옵션적으로 환원성 어닐링 단계는 반응성 어닐링 단계 전 및/또는 후이며, 옵션적으로 환원성 어닐링 단계는 수소와 같은 환원 가스 내에서 일어나는, 방법.

35. 제25항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 어닐링 단계는 진공 또는 환원성 어닐링 단계인, 방법.

36. 제25항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 멤브레인인, 방법.

37. 옵션적으로 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인인 펠리클 멤브레인을 재생성 및/또는 조절하는 방법으로서,

a) 진공 또는 환원성 어닐링하는 단계;

b) 탄화수소 환경에서의 반응성 어닐링하는 단계;

c) 옵션적인 단계 a) 및 b)의 반복 단계; 및

d) 최종 진공 또는 환원성 어닐링 단계

를 포함하는, 방법.

38. 펠리클 멤브레인의 에치 속도를 감소시키는 방법으로서, 펠리클 멤브레인의 영역에 적어도 하나의 바이어스된 엘리먼트를 제공하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 펠리클 멤브레인은 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인인, 방법.

39. 레티클 앞측 및/또는 셔터 시스템 및/또는 광 필터 및/또는 퍼지 가스 공급부를 포함할 수도 있는 리소그래피 장치용 어셈블리로서, 가장 가까운 전극을 기준으로 한 바이어스된 펠리클 멤브레인을 포함하며, 옵션적으로 접지된 진공 베셀 벽에 대해 셔터 시스템 및/또는 광 필터가 음으로 바이어스되는 동안 펠리클 멤브레인 및/또는 레티클 앞측은 부동적인, 어셈블리.

40. 제39항에 있어서, 전극들 종 임의의 것 사이의 절대 바이어스는 약 -500 V 이하, 바람직하게는 약 -250 V 이하, 더 바람직하게는 약 -50 V이며, 옵션적으로 모든 전극들은 접지된 진공 베셀 벽을 기준으로 음인, 어셈블리.

41. 제39항 또는 제40항에 있어서, 바이어스는 전류 제한 또는 펄스식이며, 펄스들은 옵션적으로 EUV 펄스들과 동기화되는, 어셈블리.

42. 제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 레티클 미니 환경 내의 레티클 마스킹 유닛, 레티클, 광 필터 및 보조 전극 중 하나 이상을 기준으로 바이어스되는, 어셈블리.

43. 제39항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 레티클 마스킹 유닛을 포함하며, 상기 레티클 마스킹 유닛은 제1 및 제2 블레이드들을 포함하며, 전기 바이어스가 블레이드들 사이에 제공되는, 어셈블리.

44. 제39항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 접지된 전극이 제공되는, 어셈블리.

45. 리소그래피 장치용 펠리클 장치로서, 펠리클 멤브레인과 펠리클 가열 수단을 포함하는, 펠리클 장치.

46. 제45항에 있어서, 가열 수단은 펠리클 멤브레인의 미리 결정된 부분을 가열하도록 구성되는, 펠리클 장치.

47. 제45항 또는 제46항에 있어서, 펠리클 멤브레인의 미리 결정된 부분은 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 부분인, 펠리클 장치.

48. 제45항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 수단은 i) 하나 이상의 레이저들 및/또는 ii) 하나 이상의 저항성 가열 엘리먼트들을 포함하는, 펠리클 장치.

49. 제48항에 있어서, 하나 이상의 레이저들은 가시 또는 적외선 스펙트럼에서 작동하는, 펠리클 장치.

50. 제47항 또는 제48i)항에 있어서, 레이저 광을 펠리클 멤브레인 상으로 진행시키도록 구성되는 적어도 하나의 광학 엘리먼트를 더 포함하는, 펠리클 장치.

51. 제48ii)항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 펠리클 멤브레인을 포함하는 재료가 저항성 히터로서 역할을 하도록 전류원에 연결되는, 펠리클 장치.

52. 제48ii)항 또는 제51항에 있어서, 도전성 스트립들은 펠리클 멤브레인의 적어도 부분에 걸쳐 전류를 분산시키기 위해 제공되는, 펠리클 장치.

53. 제45항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 탄소 나노튜브들을 포함하며, 바람직하게는 펠리클 멤브레인은 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 멤브레인을 포함하는, 펠리클 장치.

54. 펠리클 멤브레인의 작동 수명을 연장시키는 방법으로서, 펠리클 멤브레인의 영역을 선택적으로 가열시키는 단계를 포함하는, 방법.

55. 제54항에 있어서, 작동 동안 최고 수소 이온 플럭스를 겪는 펠리클의 영역을 가열시키는 단계를 포함하는, 방법.

56. 제54항 또는 제55항에 있어서, 가열시키는 단계는 레이저 빔을 펠리클 멤브레인 상으로 진행시킴으로써 달성되는, 방법.

57. 제54항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 빔은 하나 이상의 광학 엘리먼트들에 의해 진행되는, 방법.

58. 제54항 또는 제55항에 있어서, 가열시키는 단계는 펠리클 멤브레인을 통해 전류를 통과시킴으로써 달성되는, 방법.

59. 제58항에 있어서, 펠리클 멤브레인은 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 멤브레인인, 방법.

60. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서, 상기 멤브레인은 비정렬된 나노튜브들의 네트워크를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

61. 제50항에 있어서, 네트워크는 3차원 다공성 네트워크인, 펠리클 멤브레인.

62. 제60항 또는 제61항에 있어서, 나노튜브들은 단일 벽형, 이중 벽형, 멀티 벽형 및/또는 동축형인, 펠리클 멤브레인.

63. 제60항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 멤브레인은 단일 유형의 나노튜브 또는 둘 이상의 유형들의 나노튜브를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

64. 제60항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 멤브레인은 탄소, 질화붕소, 및/또는 전이 금속 칼코게나이드들을 포함하는, 펠리클 멤브레인.

65. 제64항에 있어서, 전이 금속은 Mo, W, Sb, 또는 Bi로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

66. 제64항 또는 제65항에 있어서, 칼코게나이드는 S, Se, 또는 Te로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

67. 제60항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 나노튜브들 중 적어도 일부는 캡핑 재료를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

68. 제67항에 있어서, 캡핑 재료는 금속 산화물, 실리콘 산화물, 및 육방정계 질화붕소로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

69. 제68항에 있어서, 금속 산화물의 금속은 알루미늄, 지르코늄, 이트륨, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴, 및 하프늄, 바람직하게는 알파 산화 알루미늄로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.

70. 제60항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 멤브레인은 동축 나노튜브들을 포함하는, 펠리클 멤브레인.

71. 제70항에 있어서, 동축 나노튜브들은 수소 내식각성 나노튜브 내의 탄소 나노튜브 코어를 포함하는, 펠리클 멤브레인.

72. 제71항에 있어서, 동축 나노튜브는 질화붕소 나노튜브, 이황화 몰리브덴, 또는 탄소 나노튜브 코어 주위의 황화 텅스텐 셸을 포함하는, 펠리클 멤브레인.

73. 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 광학 엘리먼트로서, 에어로겔을 포함하는, 광학 엘리먼트.

74. 제73항에 있어서, 광학 엘리먼트는 펠리클 멤브레인, 거울, 레티클, 또는 스펙트럼 순도 필터인, 광학 엘리먼트.

75. 제73항 또는 제74항에 있어서, 광학 엘리먼트는 제1항 내지 제24항, 제45항 내지 제53항, 또는 제60항 내지 제72항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 멤브레인을 포함하는, 광학 엘리먼트.

76. 제1항 내지 제24항, 제45항 내지 제53항, 또는 제60항 내지 제72항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 멤브레인을 포함하는, 리소그래피 장치.

77. 탄소 나노튜브 펠리클 멤브레인을 조절하는 방법으로서, 펠리클 멤브레인을 전자기 복사로 가열함으로써 펠리클 멤브레인으로부터 금속 함유 나노입자들 및/또는 비정질 탄소를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하며, 조절은 리소그래피 장치 외부에서 일어나는, 방법.

78. 제77항에 있어서, CNT 펠리클 멤브레인은 진공에서 또는 환원 환경에서 가열되는, 방법.

79. 제78항에 있어서, 환원 환경은 수소 및 암모니아 중 하나 또는 둘 다를 포함하는, 방법.

80. 제77항에 있어서, CNT 펠리클 멤브레인은 탄소 산화물들 및 산소 중 하나 이상을 포함하는 환경에서 가열되는, 방법.

81. 제77항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, CNT 펠리클 멤브레인은 50%를 초과하는, 60%를 초과하는, 70%를 초과하는, 80%를 초과하는, 또는 90%를 초과하는 금속성 나노입자들을 제거하기에 충분한 시간 동안 가열되는, 방법.

82. 제77항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, CNT 멤브레인은 15 초, 30 초, 45 초, 60 초, 75 초, 90 초 동안, 또는 최대 2 분, 최대 5 분, 또는 최대 10 분 동안 가열되는, 방법.

83. 제77항 내지 제82항 중 어느 한 항에 있어서, 전자기 복사의 전력은 약 0.5 W/cm², 1 W/cm², 2 W/cm², 3 W/cm², 5 W/cm² 미만, 10 W/cm² 미만, 15 W/cm² 미만, 또는 20 W/cm² 미만인, 방법.

84. 제77항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서, 전자기 복사는 적외선 또는 근적외선 방사이며, 옵션적으로 방사는 약 700 내지 약 1000 nm의 파장을 갖는, 방법.

Claims (24)

1. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서,
   언캡 탄소 나노튜브들을 포함하는, 펠리클 멤브레인.
2. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서,
   복수의 나노입자들을 더 포함하며, 옵션적으로 상기 나노입자들은 복합 나노입자들인, 펠리클 멤브레인.
3. 제2항에 있어서, 상기 나노입자들은 탄소 나노튜브들에 연관되는, 펠리클 멤브레인.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 나노입자들은 상기 탄소 나노튜브들의 표면 상에 배치되거나, 또는 상기 탄소 나노튜브들 내에 배치되거나, 또는 상기 나노튜브들의 표면 상에 그리고 상기 나노튜브들 내에 배치되는, 펠리클 멤브레인.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노튜브들은 가스 투과성 메시를 포함하는, 펠리클 멤브레인.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 나노튜브들은 단일 벽 나노튜브들, 멀티 벽 나노튜브들, 및 그 조합들로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들의 직경은 약 1 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 1 nm 내지 약 25 nm인, 펠리클 멤브레인.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들의 직경은 해당 레티클의 패턴의 임계 치수의 절반 미만인, 펠리클 멤브레인.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 상기 나노입자들의 직경보다 큰, 펠리클 멤브레인.
10. 제9항에 있어서, 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 상기 나노입자들의 직경의 약 1 내지 약 50 배인, 펠리클 멤브레인.
11. 제9항에 있어서, 상기 인접한 나노입자들 사이의 평균 거리는 상기 나노입자들의 직경의 10배 이상인, 펠리클 멤브레인.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들은 상기 나노튜브들보다 수소에 대해 높은 재결합 계수를 갖는 재료를 포함하는, 펠리클 멤브레인.
13. 제12항에 있어서, 상기 나노입자들의 재결합 계수는 약 0.1 내지 약 1인, 펠리클 멤브레인.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들을 포함하는 재료는 금속, 금속 산화물, 도핑된 금속, 합금, 또는 그 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들을 포함하는 재료는 Nb, Mo, Zr, Y, Ru, Rh, Pt, Pd, W, Cr, Ni, Fe, Co, Ag, Au, 및 그 조합들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 펠리클 멤브레인.
16. 제14항 또는 제15에 있어서, 상기 나노입자들은 O, N, B, Si, C, H, S, P, Cl, 및 그 조합들을 추가적으로 포함하는, 펠리클 멤브레인.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노입자들의 표면 밀도는 제곱 미크론 당 약 500 개 입자들보다 큰, 바람직하게는 제곱 미크론 당 약 1000 개 입자들보다 큰, 펠리클 멤브레인.
18. 제1항 또는 제3항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들은 부동태화되는, 바람직하게는 화학적으로 부동태화되는, 펠리클 멤브레인.
19. 제18항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들은 상기 나노튜브들의 표면에 대한 화학종의 화학흡착에 의해 부동태화된, 펠리클 멤브레인.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들은 질화, 산화, 또는 할로겐화에 의해, 또는 상기 나노튜브들의 표면에의 스트론튬, 붕소, 베릴륨 및/또는 실리콘의 추가에 의해 부동태화된, 펠리클 멤브레인.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들의 표면은 의도적으로 수소화되지 않은, 펠리클 멤브레인.
22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들은 플루오르화 또는 염소화에 의해 부동태화되는, 펠리클 멤브레인.
23. 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인으로서,
    언캡 탄소 나노튜브들을 포함하며, 상기 언캡 탄소 나노튜브들의 표면의 적어도 부분은 화학적으로 부동태화되는, 바람직하게는, 상기 화학적 부동태화는 질화, 산화, 및/또는 할로겐화를 포함하는, 펠리클 멤브레인.
24. 제23항에 있어서, 상기 언캡 탄소 나노튜브들은 탄소 외의 원자들로 도핑되며, 옵션적으로 상기 탄소 외의 원자들은 질소, 붕소, 및/또는 실리콘인, 펠리클 멤브레인.

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